新型奧氏體不銹鋼的熱加工工藝研究.pdf

1、超臨界水冷堆（SCWR）具有熱效率高、系統(tǒng)結(jié)構簡化、安全性好、經(jīng)濟性良好、核燃料利用率高等眾多優(yōu)點，但其特殊的工作條件要求包殼材料具有較高的耐腐蝕性能。310S奧氏體不銹鋼是SCWR燃料包殼材料的候選之一，但目前商用的310S不銹鋼尚不能完全滿足其需要。因此，本文針對Zr微合金化和Ti-Nb-W微合金化兩種新型310S不銹鋼，系統(tǒng)性地研究了其在熔煉、鍛造、熱軋、固溶處理及穩(wěn)定化處理等熱加工工序中的顯微組織演變和耐腐蝕性能，確定了合理的熱

2、加工工藝。
　　本文研究了兩種微合金化310S不銹鋼在真空感應熔煉、高溫鍛造、高溫熱軋及熱處理階段的顯微組織演化。結(jié)果表明，兩種不銹鋼在凝固時組織內(nèi)并無鐵素體產(chǎn)生，均屬于純奧氏體凝固模式。經(jīng)過鍛造和熱軋后，組織中出現(xiàn)了彌散分布的碳化物顆粒和體積較大的Zr(C,N)或(Ti,Nb)(C,N)。經(jīng)過固溶處理，獲得了晶粒形狀大小均一的單相奧氏體組織，且大塊的碳氮化物大部分已溶入奧氏體基體中。其中，1150oC是Zr微合金化310S的合理

3、固溶溫度，1100oC是Ti-Nb-W微合金化310S的合理固溶溫度。由于微合金元素的添加使兩種不銹鋼的敏化溫度提高，不同溫度的穩(wěn)定化處理會產(chǎn)生不同的析出情況。950oC穩(wěn)定化處理后，兩種不銹鋼的組織中會出現(xiàn)大量M23C6或σ相。1000oC和1050oC穩(wěn)定化處理后，除了彌散分布的碳化物外，還有球形的MC型碳化物和大體積、形狀規(guī)則的Zr(C,N)或(Ti,Nb)(C,N)存在。
　　本文采用電化學的方法，通過Tafel極化曲線、

4、雙環(huán)電化學動電位再活化（DL-EPR）實驗和10%草酸浸蝕實驗研究了熱處理工藝對材料耐腐蝕性能的影響。研究表明，穩(wěn)定化處理溫度對于兩種不銹鋼的耐均勻腐蝕性能影響不大，但會通過影響第二相析出來改變不銹鋼的耐晶間腐蝕性能。在950~1050oC范圍內(nèi)，隨著穩(wěn)定化溫度的提高，材料的耐晶間腐蝕敏能力逐漸提高，但相對于固溶態(tài)卻沒有提升甚至有所降低。兩種不銹鋼組織中的 M23C6、σ相和 Zr(C,N)或(Ti,Nb)(C,N)對材料的耐晶間腐蝕能