中國低活化馬氏體鋼的TIG焊接及焊縫輻照行為研究.pdf

1、聚變能是未來人類首選的清潔能源。聚變堆的商業(yè)化是人類共同努力的目標，而聚變堆用結構材料是聚變堆能否成功商業(yè)化的關鍵。其中低活化鐵素體/馬氏體鋼(RAFM)是被各國普遍認同的首選聚變反應堆第一壁及聚變反應堆包層的結構用材料。我國在2001年著手RAFM鋼的研究，開發(fā)出了具有我國自主知識產(chǎn)權的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。
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2、AM鋼的焊接可以決定聚變反應堆可否正常的運轉，是CLAM鋼走向實際運用的關鍵一環(huán)。本文參考了馬氏體鋼的焊接及其他RAFM鋼的焊接技術，采用鎢級氬弧焊方法對CLAM鋼進行平板對接焊。采用9.8Cr2W0.5V焊絲，焊后分別進行750℃/30min，750℃/60min，750℃/90min回火熱處理，對不同熱處理保溫時間下的焊接接頭進行硬度、拉伸、沖擊等試驗，結合金相、掃描、能譜、XRD等顯微測試手段來探求焊后熱處理保溫時間對焊縫的影響。

3、在9.8Cr2W焊絲的基礎上添加元素V，焊絲中V含量分別為0％，0.5％，0.8％，1.0％，焊后進行750℃/60min回火熱處理，同時也進行相應的測試及分析，以此來探索合金元素V對CLAM鋼焊縫的影響?？紤]到CLAM鋼的運行環(huán)境，對焊接后的焊縫組織進行輻射照耀試驗，以此來觀察分析輻照環(huán)境下焊縫的組織變化。
　　研究結果表明，5mm厚CLAM鋼焊后熱處理過程中能夠析出大量的碳化物，隨著熱處理保溫時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散聚集。焊接接頭的硬度和拉伸強度隨著熱處理保溫時間的增加而降低，而沖擊吸收功會先增加后降低，在750℃/60min熱處理下沖擊吸收功最大。熱處理保溫時間在60min時焊縫的綜合力學性能最好。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結合生成VC，當V含量達到1.0％時VC在焊縫中達到