CLAM鋼焊接熱模擬及焊接接頭液態(tài)鋰鉛腐蝕行為.pdf

1、低活化馬氏體鐵素體鋼(RAFM鋼)以其優(yōu)良性能,被普遍認(rèn)為是未來聚變示范堆首選結(jié)構(gòu)材料,中國低活化馬氏體鋼(CLAM鋼)是具有中國自主知識產(chǎn)權(quán)低活化鐵素體/馬氏體鋼。目前,CLAM鋼焊接方向研究局限于焊接方法選擇以及焊接工藝優(yōu)化,定性的研究了不同熱循環(huán)條件下CLAM鋼焊接接頭的顯微組織等。尚缺乏在焊接熱循環(huán)條件下組織的定量研究,同樣的,CLAM鋼液態(tài)鋰鉛耐腐蝕性能研究目前局限于其回火狀態(tài),焊態(tài)CALM鋼液態(tài)鋰鉛耐腐蝕性能也需要進(jìn)一步研究

2、。
　　 本文利用焊接熱模擬的參數(shù)任意可調(diào)性,對CLAM鋼進(jìn)行TIG焊焊接熱模擬試驗。研究了焊接接頭處,焊接過程中受熱峰值溫度在1400℃左右,綜合性能較差的焊接過熱區(qū)(CGHAZ)的顯微組織與性能,并建立了SH-CCT曲線。CIAM鋼基體組織為馬氏體和鐵素體組織,隨著熱循環(huán)冷卻時長的增加,晶粒逐步長大,碳化物彌散析出,鐵素體量逐步增加。CLAM鋼焊接AC3、AC,、Ms轉(zhuǎn)變溫度分別為978℃、915℃、430℃;當(dāng)T8/5為1

3、36s、250s、500s、1000s、1500s時,鐵素體含量分別約為4%、7%、7%、8%、13%;CLAM鋼焊接線能量處于10KJ/cm-16KJ/cm范圍內(nèi),CGHAZ具有較好沖擊性能。雙層焊工藝會導(dǎo)致更為嚴(yán)重的delta鐵素體析出。CLAM鋼經(jīng)單層焊接熱模擬并進(jìn)行回火處理,金相分析顯示,較高的回火溫度,會引起晶粒的顯著長大。隨著回火的溫度的增加,試樣硬度值降低至200HV左右后趨于穩(wěn)定。
　　 腐蝕研究顯示在腐蝕溫度5

4、50℃、液態(tài)鋰鉛流速0m/s(靜態(tài));腐蝕溫度480℃、液態(tài)鋰鉛流速0.08m/s(動態(tài))工況下,CLAM鋼焊接接頭內(nèi)部無鋰鉛滲透,表面腐蝕均勻。焊態(tài)下CLAM鋼耐腐蝕性能遠(yuǎn)低于回火態(tài),焊縫區(qū)粗大的馬氏體板條會導(dǎo)致更高的腐蝕量。靜態(tài)工況條件下,500h試樣失重為0.272mg/cm2(0.31μn),1000h試樣失重為0.403mg/cm2(0.45μm);動態(tài)工況下,500h、1000h腐蝕失重分別為0.491mg/cm2(0.55

5、μm),0.641mg/cm2(0.72μm),腐蝕速率隨腐蝕時間的延長而有所下降。靜態(tài)、動態(tài)工況條件下CLAM鋼焊接接頭腐蝕表面的元素組成有所差異,Cr元素的存在形式對于焊接接頭耐腐蝕性有較大影響,當(dāng)焊縫區(qū)馬氏體板條與腐蝕表面呈小角度角時易成為易腐蝕區(qū)域,易腐蝕區(qū)域為馬氏體板條貧鉻區(qū)域,呈條狀分布。分析認(rèn)為易腐蝕區(qū)域的存在是導(dǎo)致腐蝕過程中,前期、后期腐蝕速度不同的原因之一。本文據(jù)此提出了焊接接頭易腐蝕模型(ECAModel)和分析方法