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重点实验室在热交换器法兰用螺栓材料成分优化和析出强化机制研究方面取得进展
作者:admin    科研进展来源:本站原创    点击数:73    更新时间:2019/7/24           

    核电站换热器法兰紧固螺栓的服役工况较为严苛,在役条件下需承受高温和复杂载荷的共同作用,事故工况下面临冲击载荷。因此,作为换热器承压边界的重要紧固件,螺栓材料的强度是结构设计和安全校核的重要指标。得益于良好的组织稳定性,1Cr15Ni36W3Ti成为我国核用紧固螺栓的主要选材之一。该合金与俄罗斯CrNi35BT和捷克HN35VT类似,属于时效强化型铁镍基变形高温合金,用于制备火电及核电站的螺栓、板簧和垫片等部件,例如,俄罗斯VVER-440反应堆的法兰紧固螺栓材料使用CrNi35BT。尽管这种合金的应用范围广,且使用经验已有数十年,但关于其成分-组织-性能-强化机制的关联性鲜有报道。尤其对于缺少该合金生产经验的加工厂,仅依据相对宽泛的标准成分开展生产仍然存在风险。研究发现,在标准热处理制度下,碳含量在标准成分限内(≤0.12wt.%)的变化显著影响γ’相的尺寸、含量乃至析出强化效应。随碳含量升高,γ’相的形核率降低,但生长速率加快,位错与γ’相的交互作用由切割转变为绕过,强化效应下降。为保障合金强度,碳含量应控制在标准中下限,以促进γ’相均匀弥散析出,充分发挥共格强化作用。相关研究结果已发表于:Materials & Design,(2019) (in press) (https://doi.org/10.1016/j.matdes.2019.107983).

 碳含量对1Cr15Ni36W3Ti微观组织(a)室温拉伸性能(b)和强化效应(c)的影响
(核用先进结构材料基础及制备技术 供稿)

 

 

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