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低活化铁素体/马氏体钢具有优良的力学性能和热物理性能(较低的辐照肿胀与热膨胀系数、较高的热导率),以及相对成熟的技术基础,被普遍认为是未来聚变示范堆和聚变动力堆的首选结构材料。中国低活化马氏体钢(CLAM钢)是具有中国自主知识产权的、成分及性能优化的低活化铁素体/马氏体钢。CLAM钢被定为中国设计研究的ITER试验包层模块的首选结构材料。由于低活化的要求,CLAM钢和其他低活化钢一样,采用W、Ta和V等合金元素来取代常规铁素体/马氏体钢中的Mo、Nb和Ni等。本文针对5mm的CLAM钢板,采用TIG焊接方法,进行平板对接焊和T型焊实验,焊接完成后对焊件进行不同温度的焊后热处理。使用金相显微镜和扫描电镜观察CLAM钢焊接接头微观组织;使用维氏硬度计、拉伸试验机和冲击试验仪对焊接接头进行硬度及力学性能测试。根据观察和测试结果,运用冶金学原理和相关理论,对焊接热循环、金相组织、焊接接头的力学性能和硬度以及它们之间的相互关系进行研究分析。研究结果表明,5mm厚平板对接实验中,单层焊和双层焊焊接接头中晶粒尺寸存在不同,但微观组织都为回火马氏体。随着焊后热处理温度的升高,焊缝中马氏体板条束分布逐渐均匀,同时焊缝中板条束也存在增大的趋势。两种焊接接头中都有微量M23C6碳化物析出。焊后热处理使双层焊焊接接头各区域硬度明显下降,并随热处理温度的升高而降低,实验表明810℃时焊缝金属的硬度下降幅度最大,降至与母材硬度相当。焊接接头抗拉强度也随焊后热处理温度的升高而降低,经760℃保温30min热处理的焊接接头抗拉强度为740MPa。经810℃热处理的接头抗拉强度降到700MPa以下。810℃的单层焊接头断裂在焊缝上,其余试样都断裂在远离焊缝与热影响区的母材上。热处理使接头冲击性能得到大幅提升,接头由脆性断裂转变成韧性断裂,未热处理的接头焊缝冲击功为9J,经760℃保温30min热处理的接头焊缝冲击功达108J,断口以韧窝为主。CLAM钢T型焊接头焊缝成型良好,但接头翼板存在明显的角变形。半V型坡口的T型接头中,由于翼板与腹板的散热环境不同,翼板热影响区晶粒比腹板区精细。对比不同接头形式的三板T型焊接头,W型的三板T型焊接头具有填充金属少,晶粒尺寸小、腹板热影响区窄等优点。