CLF-1钢电子束焊接及激光焊接接头组织及性能的研究

来源 :沈阳工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fei5051484
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
核聚变的燃料是利用海水中大量存在的氘和氚,能瞬间释放巨大能量,并在释放过程中清洁、安全、可靠,被认为是解决能源短缺和改善环境污染问题的有效方法之一。低活化铁素体/马氏体(RAFM)钢以其优异的抗辐照性能、较低的热膨胀系数、良好的力学性能,被认为是国际热核聚变实验堆(ITER)实验包层模块(TBM)的首选结构材料,其中由我国自主研发的CLF-1钢已成为我国TBM的首选材料。但由于CLF-1钢焊接性较差,较高热输入量焊接方法满足不了其使用性能要求,所以较低热输入量高能电子束和激光焊接方法成为了首选。攻克CLF-1钢焊接核心卡脖子技术,对促进中国核能行业的进步具有重要及深远的科学意义和使用价值。针对32 mm板厚的低活化铁素体/马氏体核聚变用钢(CLF-1钢)采用真空电子束焊接方法,在最佳工艺参数条件下,焊接接头成形良好。焊后对试件进行高温回火(710℃/2 h/AC(空冷),简称HTT)和不完全退火(840℃/2 h/AC,简称IA)热处理,对比研究焊态、HTT态及IA态下的微观组织及力学性能。结果表明,焊态焊缝(WM)金属由粗大的板条马氏体组成,热影响区(HAZ)由大量块状马氏体及弥散分布的细小MX和M23C6组成。与焊态比较,HTT态WM中析出的纳米级M23C6及MX碳化物,具有弥散强化作用。与HTT态比较,IA态WM马氏体组织变得粗化,M23C6和MX有集聚长大倾向。综合比较,HTT态热处理条件下焊接接头的综合力学性能最佳,硬度范围约为190~250 Hv,室温(23℃)下拉伸强度约为705.89 MPa、伸长率约为19.65%、断面收缩率约为49.6%、WM韧性值约为241 J。采用普通激光焊接和Ar气环境激光焊接方式对6 mm板厚CLF-1钢进行焊接,在最佳工艺参数条件下,焊接接头均成形良好,并无裂纹等冶金缺陷产生。焊后对Ar气环境焊接样件进行高温回火710℃/2 h/AC(空冷)及正火980℃/1 h/AC+回火740℃/2 h/AC热处理。研究发现,普通激光焊接和Ar气环境激光焊接接头微观组织构成基本相,WM均由粗大板条马氏体组成,但Ar气环境焊接WM马氏体板条宽度更窄,同时WM氧含量降低了约16倍,使Ar气环境焊接WM冲击性能明显提高。与Ar气环境焊接样件相比,进行710℃/2 h/AC热处理后WM中板条马氏体组织更细化,并析出大量纳米级M23C6和MX碳化物,使塑性明显提高;经过980℃/1h/AC+710℃/2 h/AC热处理后WM组织为回火马氏体,但析出相M23C6集聚长大,使弥散强化效果减弱,弱化韧性的提高。以上四种工艺条件下激光焊接接头晶粒取向具有随机性,热处理对其晶体取向无明显影响。综合比较,Ar气环境激光焊件进行710℃/2 h/AC焊后热处理的焊接接头力学性能最佳,硬度范围约为240~280 Hv;室温(23℃)时,拉伸强度约为666.6 MPa,伸长率约为15.33%、断面收缩率约为73.64%、WM韧性值约为239 J;550℃时,拉伸WM强度约为348.66 MPa、伸长率约为19.2%、断面收缩率约为73.64%;韧性值约为239 J,力学性能均满足TBM要求。
其他文献
42Cr Mo钢综合性能良好,调质后具有较高强度和韧性,因此常常被用来制造厚大断面构件,例如盾构机主轴承套圈、机车牵引齿轮、大中型磨具钢等。此类构件受应用环境的影响,通常承受轴向、径向等复合载荷作用,对表面的硬度和耐磨性要求高,同时也需要心部有较强的韧性和抗疲劳的能力。目前国内厚大断面构件的工业化产能有限,对厚大断面钢表面感应淬火的研究较少,极大制约了我国重大装备制造技术的发展。感应淬火是一种重要
学位
镁合金因其具备良好的比强度、比刚度、导热导电性能、减震性能和易回收等优点,在航空航天、交通运输和3C电子产品等领域具有广泛的应用前景。然而,镁合金绝对强度和弹性模量偏低,限制了其应用。因此,采用颗粒增强方法提高镁合金强度和弹性模量逐渐成为研究热点。本文采用搅拌铸造法制备了Ti颗粒增强的AZ91D镁基复合材料(Tip/AZ91),并通过热压缩模拟实验研究了Tip/AZ91复合材料不同温度、应变速率、
学位
随着人工骨支架的研究深入,除亲水性、可降解性和生物相容性等基本要求外,支架良好的机械性能、骨诱导性和低密度多孔结构,以及良好的界面结合情况越来越受到重视。制备出一种既满足力学性能要求,又拥有良好骨诱导能力,同时具备足够的宏微观孔隙结构的骨支架是骨组织工程领域亟待解决的问题。为探索一种快速制备力学性能好、结合力强、骨诱导生长容易的多孔结构人工关节涂层的制备工艺,本研究以HA涂层为研究对象,探索在TC
学位
镍基单晶高温合金已经被广泛应用于先进航空发动机热端部件,随着航空工业的不断创新和发展,第四代镍基单晶高温合金已经开始在工程中应用,与之相关的加工制备技术也在不断发展,其中发展高质量的钎焊技术是重点工作之一。本文针对第四代镍基单晶高温合金开展不同工艺下的焊接实验,并对其焊接后的样品进行微观组织观察以及力学性能测试,分析不同钎焊工艺参数对接头组织演变、元素分布和力学性能的影响。采用座滴润湿性实验研究钎
学位
在过去的几十年里,介电陶瓷因其超高的功率密度和快速的充放电速率被广泛的应用于各类电容器中。从人类健康和环境友好的角度,人们对无铅铁电陶瓷进行了广泛的研究。钙钛矿结构(ABO3)的钛酸铋钠(Bi0.5Na0.5Ti O3,BNT)是一种具有大剩余极化和高居里温度的无铅铁电材料。然而,高矫顽场和低电击穿强度使BNT难于完全极化,从而限制了其作为储能电介质的应用。一般来说,在BNT晶胞的A位或B位掺杂元
学位
在我国工业生产生活及制造业、机械工程等行业蓬勃发展的今天,越来越多的零部件因其工作中相应的磨损、腐蚀问题导致失效。本文主要针对矿山机械、水泥设备及运油管道所产生的磨料磨损及相应腐蚀情况进行分析,通过表面强化处理提高其表面耐磨性能及耐腐蚀性能,以期达到延长工件使用寿命、节约经济成本的目的。经过实验得到以下结论:(1)利用控制变量法,研究焊接电流、焊接速度的工艺参数对堆焊层表面成形、表面显微硬度、堆焊
学位
报纸
我国明矾石矿产资源储量丰富,已探明约3亿吨,世界位居前列。明矾石主要含有铝、钾和硫元素,提取其中有价元素综合利用明矾石是行业研究热点之一。我国作为农业生产大国,钾肥始终供不应求,属于缺钾国家;同时,作为氧化铝生产大国,我国每年依旧需要大量进口铝土矿,以满足工业生产需求。因此,如何更有效的综合利用明矾石制备钾肥、氧化铝具有实际应用价值。本文围绕明矾石高附加值综合利用,以明矾石为原料通过单因素实验得到
学位
热电材料作为一种能够实现热能和电能直接相互转变的功能材料,在废热利用和电子制冷领域有着广泛的应用。Mg2X(X=Sn,Si,Ge)基材料因具有热电性能优异、原料丰富、成本低、无毒无害、质量轻等特点,而受到热电材料研究者的广泛青睐。除此之外,Mg2Sn材料也具有相对低的禁带宽度,是理想的中低温(<500K)热电材料。所以,Mg2Sn基热电材料的研究既有理论意义又有实际应用价值。本文通过高真空磁控溅射
学位
公安机关在新冠肺炎疫情下,严厉打击违法犯罪行为,为疫情防控狙击战贡献公安力量。派出所民警作为公安机关的最基层,长期面临高风险、高负荷和高应激的工作,易产生过大的职业压力,部分民警出现工作效率低下、身心亚健康、家庭关系紧张等问题,严重的甚至会影响到他们的工作顺利进行。然而,贵阳市Y派出所的民警也毫不例外,他们面对职业压力也积极采取过一些应对措施,取得了一定收效,但不够理想。因此,在其职业压力缓解服务
学位