【摘 要】
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CAP1400是我国拥有自主知识产权的第三代核电机组,在美国设计、中美同时制造的AP1000基础上改进。AP1000主泵屏蔽电机轴材料设计为403马氏体不锈钢,我国开发0Cr14Ni2Mo马氏体不锈钢作为轴替代材料来适应CAP1400机组。本文利用JMatPro软件的热力学计算虚拟优化0Cr14Ni2Mo钢热处理工艺。利用力学及环境试验研究评价0Cr14Ni2Mo钢和403钢,获得0Cr14Ni2
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CAP1400是我国拥有自主知识产权的第三代核电机组,在美国设计、中美同时制造的AP1000基础上改进。AP1000主泵屏蔽电机轴材料设计为403马氏体不锈钢,我国开发0Cr14Ni2Mo马氏体不锈钢作为轴替代材料来适应CAP1400机组。本文利用JMatPro软件的热力学计算虚拟优化0Cr14Ni2Mo钢热处理工艺。利用力学及环境试验研究评价0Cr14Ni2Mo钢和403钢,获得0Cr14Ni2Mo钢作为核主泵屏蔽电机轴材料的数据支撑。研究得到如下结果:优化0Cr14Ni2Mo钢热处理工艺为1030℃油冷淬火、530℃空冷回火。调质态的403钢和0Cr14Ni2Mo钢组织均为回火索氏体,伴有奥氏体和极少的弥散分布的碳化物,403钢内部还有少量铁素体存在;在力学性能方面,两种轴材料均有着良好的强度和塑性,0Cr14Ni2Mo钢的抗拉强度、屈服强度、疲劳性能优于403钢,在牺牲一定塑性的基础上,屈服强度提高了62%、抗拉强度提高了25%,强度得到显著提升。与403钢相比,0Cr14Ni2Mo钢的疲劳极限高出81MPa,且后者疲劳寿命区间也高于前者,应力幅变化范围宽;从腐蚀性能上看,0Cr14Ni2Mo钢的钝化性能优于403钢,其耐电化学腐蚀性能更好;在0.001mm/min拉伸速率下,0Cr14Ni2Mo钢在3.5%NaCl溶液中应力腐蚀敏感性更小,经过2500h时未断裂,可认为是无限寿命,而403钢经过2052h已发生断裂;0Cr14Ni2Mo钢在FeCl3溶液中的耐点蚀能力弱于403钢,出现局部腐蚀现象。
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