ERNiCrMo-3焊丝熔敷金属组织及蠕变行为研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 唐雪 |
| 答辩日期 | 2021 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所) |
| 导师 | 李志军 |
| 关键词 | ERNiCrMo-3 蠕变 时效 UNS N06625 高温气冷堆 |
| 英文摘要 | 高温气冷堆是第四代核电技术的主要堆型之一,其一回路出口氦气温度可达750℃,堆内构件多用高温镍基合金UNS N06625,ERNiCrMo-3是其匹配焊丝。ERNiCrMo-3在高温下具有强度高、耐腐蚀、抗应力开裂以及抗点蚀等优点,常应用于核电的蒸汽管道和控制棒等关键部位的焊接。不同于其母材固溶合金,ERNiCrMo-3焊丝熔敷金属的显微组织特征是晶界不规则,亚晶不均匀,成分偏析和析出相复杂,导致ERNiCrMo-3焊缝成为核电设备的薄弱环节,尤其是高温蠕变性能。关于ERNiCrMo-3焊丝熔敷金属高温蠕变行为的研究较少。本文采用钨极氩弧焊(GTAW,Gas Tungsten Arc Welding)方式对ERNiCrMo-3焊丝进行熔敷,并将得到的熔敷金属作为研究对象,研究了ERNiCrMo-3熔敷金属的焊态组织与750℃时效组织的演化规律及力学性能;测试了熔敷金属750℃的蠕变性能并对其蠕变行为进行分析;阐述了ERNiCrMo-3熔敷金属的组织演变与力学性能之间的关系。ERNiCrMo-3熔敷金属焊态微观组织以树枝晶和枝晶间析出相为主,析出相主要为Laves相、MC/TiN、针状δ相。从底部到顶部,焊态熔敷金属的硬度趋于降低。焊态熔敷金属的平均冲击功为160 J。常温及750℃拉伸断裂模式为微孔聚集型断裂。对ERNiCrMo-3熔敷金属进行了750℃时效处理,发现随时效时间增加,显微硬度整体呈不断增加的趋势。纳米级γ''相与M_(23)C_6碳化物在时效10 h后出现并随时效时间增加而数量不断减少,焊态存在的Laves相逐渐溶解,相反地,针状δ相不断增多且尺寸增大。MC/Ti N在时效过程中始终存在。γ''相、δ相分别与基体具有半共格界面,γ''相、δ相的数量变化是硬度随时效变化的原因。对ERNiCrMo-3熔敷金属进行了750℃蠕变断裂行为研究,发现高应力下的蠕变曲线没有典型的蠕变三阶段且蠕变断裂延伸率较高,最小蠕变速率随蠕变应力载荷的降低而降低。750℃下的蠕变断裂模式为沿凝固晶界开裂的沿晶断裂。蠕变断裂后的微观组织中,熔敷金属的析出相主要为针状δ相,少量MC/Ti N与M_(23)C_6碳化物,晶界上析出相出现了时效处理组织中不存在的扭曲现象。随蠕变应力载荷降低,δ相尺寸不断增大且数量增多。蠕变断裂后,位错在蠕变载荷作用下发生了定向运动,晶界和针状δ相阻碍位错运动。ERNiCrMo-3熔敷金属的晶界滑移与位错运动主导其蠕变变形,三叉晶界交汇处及晶界上的蠕变空洞长大连接成裂纹,最终导致沿晶蠕变断裂。通过本文的研究,发现ERNiCrMo-3熔敷金属在室温和750℃都具有良好的韧性,在高温下析出的δ相能提高蠕变性能。本研究为ERNiCrMo-3焊材的国产化及其在核电中的应用提供有价值的参考。 |
| 语种 | 中文 |
| 源URL | [http://ir.sinap.ac.cn/handle/331007/33906]  |
| 专题 | 中科院上海应用物理研究所2021-2022年 |
| 作者单位 | 1.中国科学院上海应用物理研究所 2.中国科学院大学; |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 唐雪. ERNiCrMo-3焊丝熔敷金属组织及蠕变行为研究[D]. 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所). 2021. |
入库方式： OAI收割
来源：上海应用物理研究所
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