核電用Q460鋼氣保焊焊接工藝研究.pdf

1、本課題重點(diǎn)對 Q460核反應(yīng)堆支架用鋼進(jìn)行研究。為了達(dá)到提高核反應(yīng)堆支承架承載能力和減輕重量的目的，針對目前核反應(yīng)堆支承架大多采用 Q390等傳統(tǒng)鋼材的現(xiàn)狀，擬定采用強(qiáng)度和韌性都更好的Q460鋼。
　　本文選用45mm厚的Q460鋼，單邊坡口角度為45°。選用低合金145230焊絲，首先對熔敷金屬進(jìn)行測試，再對焊接接頭進(jìn)行熱處理試驗(yàn)，從顯微組織和力學(xué)性能分析熱處理對熔敷金屬和焊接接頭的影響。然后采用不同的焊接熱輸入對接頭的顯微組織

2、和力學(xué)性能進(jìn)行分析。
　　采用熱輸入為16 kJ/cm對所用的焊材進(jìn)行性能測試，并對熔敷金屬進(jìn)行610℃回火，保溫時間為29小時熱處理試驗(yàn)，通過對熔敷金屬的研究，結(jié)果表明：熱處理前后熔敷金屬的顯微組織均為少量的先共析鐵素體和側(cè)板條鐵素體，以及大量均勻分布的針狀鐵素體。焊態(tài)下先共析鐵素體的數(shù)量較少，側(cè)板條鐵素體數(shù)量較多，板條間尺寸較小，針狀鐵素體尺寸更細(xì)小，分布更為致密。熱處理對熔敷金屬強(qiáng)度和硬度的影響并不大，熱處理后熔敷金屬沖擊韌

3、性下降。
　　采用熱輸入為20kJ/cm對焊接接頭進(jìn)行焊接試驗(yàn)，并對接頭進(jìn)行610℃回火，保溫時間為29小時熱處理試驗(yàn)，研究熱處理前后焊接接頭性能的變化。結(jié)果表明：熱處理前后接頭焊縫金屬的顯微組織與熔敷金屬基本一致，均為少量的先共析鐵素體和側(cè)板條鐵素體，以及大量均勻分布的針狀鐵素體。焊態(tài)下先共析鐵素體的數(shù)量較少，側(cè)板條鐵素體數(shù)量較多，板條間尺寸較小，針狀鐵素體尺寸更細(xì)小，分布更為致密。熱處理后接頭焊縫金屬強(qiáng)度、沖擊韌性和硬度均下降

4、。
　　采用熱輸入為12 kJ/cm、16 kJ/cm和20 kJ/cm進(jìn)行焊接試驗(yàn)，從力學(xué)和微觀分析熱輸入對焊接接頭及熱影響區(qū)性能的影響。結(jié)果表明：（a）焊縫中：熱輸入越大，先共析鐵素體數(shù)量越多，側(cè)板條鐵素體數(shù)量越少，針狀鐵素體的尺寸增大。三個熱輸入下焊縫中都會析出M-A組元和夾雜物。三種熱輸入下焊縫金屬的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、沖擊韌性和抗彎能力都能滿足460MPa級低合金鋼的性能要求。隨著熱輸入的增大，焊縫金屬的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)

5、度和沖擊韌性都降低。熱輸入為12 kJ/cm時焊縫金屬硬度最高，熱輸入為16 kJ/cm和20 kJ/cm時焊縫金屬硬度略低，且二者差別不大。（b） HAZ中：粗晶區(qū)除了有鐵素體還會有貝氏體析出，細(xì)晶區(qū)都是細(xì)小均勻的鐵素體和珠光體。熱輸入越大，粗晶區(qū)原始奧氏體的晶粒越大，析出的先共析鐵素體組織越多，但是熱輸入對細(xì)晶區(qū)和不完全相變區(qū)的組織影響不大。隨著熱輸入的增加，在熔合線處的沖擊吸收功逐漸減小。熔合線外2mm處的沖擊吸收功隨著熱輸入的增