中國(guó)低活化馬氏體鋼的TIG焊接及焊縫輻照行為研究.pdf

1、聚變能是未來(lái)人類(lèi)首選的清潔能源。聚變堆的商業(yè)化是人類(lèi)共同努力的目標(biāo)，而聚變堆用結(jié)構(gòu)材料是聚變堆能否成功商業(yè)化的關(guān)鍵。其中低活化鐵素體/馬氏體鋼(RAFM)是被各國(guó)普遍認(rèn)同的首選聚變反應(yīng)堆第一壁及聚變反應(yīng)堆包層的結(jié)構(gòu)用材料。我國(guó)在2001年著手RAFM鋼的研究，開(kāi)發(fā)出了具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的RAFM鋼—CLAM鋼。同其他RAFM鋼一樣，CLAM鋼所采用的合金元素都符合低活化的要求，相比較其他RAFM鋼，成分及性能更加優(yōu)良。
　　CL

2、AM鋼的焊接可以決定聚變反應(yīng)堆可否正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，是CLAM鋼走向?qū)嶋H運(yùn)用的關(guān)鍵一環(huán)。本文參考了馬氏體鋼的焊接及其他RAFM鋼的焊接技術(shù)，采用鎢級(jí)氬弧焊方法對(duì)CLAM鋼進(jìn)行平板對(duì)接焊。采用9.8Cr2W0.5V焊絲，焊后分別進(jìn)行750℃/30min，750℃/60min，750℃/90min回火熱處理，對(duì)不同熱處理保溫時(shí)間下的焊接接頭進(jìn)行硬度、拉伸、沖擊等試驗(yàn)，結(jié)合金相、掃描、能譜、XRD等顯微測(cè)試手段來(lái)探求焊后熱處理保溫時(shí)間對(duì)焊縫的影響。

3、在9.8Cr2W焊絲的基礎(chǔ)上添加元素V，焊絲中V含量分別為0％，0.5％，0.8％，1.0％，焊后進(jìn)行750℃/60min回火熱處理，同時(shí)也進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)試及分析，以此來(lái)探索合金元素V對(duì)CLAM鋼焊縫的影響?？紤]到CLAM鋼的運(yùn)行環(huán)境，對(duì)焊接后的焊縫組織進(jìn)行輻射照耀試驗(yàn)，以此來(lái)觀察分析輻照環(huán)境下焊縫的組織變化。
　　研究結(jié)果表明，5mm厚CLAM鋼焊后熱處理過(guò)程中能夠析出大量的碳化物，隨著熱處理保溫時(shí)間的增加馬氏體板條尺寸增加，碳化

4、物析出并向晶界處擴(kuò)散聚集。焊接接頭的硬度和拉伸強(qiáng)度隨著熱處理保溫時(shí)間的增加而降低，而沖擊吸收功會(huì)先增加后降低，在750℃/60min熱處理下沖擊吸收功最大。熱處理保溫時(shí)間在60min時(shí)焊縫的綜合力學(xué)性能最好。在采取不同V含量的焊絲的研究中可以得出，焊絲中含V可以使得CLAM鋼焊縫獲得力學(xué)性能良好的焊縫組織，焊縫組織主要為板條馬氏體組織，熱處理后能夠在晶界析出大量的碳化物。V能夠優(yōu)先與C結(jié)合生成VC，當(dāng)V含量達(dá)到1.0％時(shí)VC在焊縫中達(dá)到