CLAM鋼TIG焊組織與性能的研究.pdf

1、由于低活化鐵素體/馬氏體鋼(RAFM)具有較低的輻照腫脹和熱膨脹系數(shù)、較高的熱導(dǎo)率等優(yōu)良的熱物理性能和力學(xué)性能，以及相對(duì)較為成熟的技術(shù)基礎(chǔ)，因此被普遍認(rèn)為是未來(lái)聚變示范堆和聚變動(dòng)力堆的首選結(jié)構(gòu)材料。中國(guó)低活化馬氏體鋼(CLAM)是具有中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、成分及性能優(yōu)化的RAFM鋼。CLAM鋼被定為中國(guó)設(shè)計(jì)研究的ITER試驗(yàn)包層模塊的首選結(jié)構(gòu)材料。由于低活化的要求，CLAM鋼和其他低活化鋼一樣，采用W、Ta和V等合金元素來(lái)取代常規(guī)鐵素體/

2、馬氏體鋼中的Mo、Nb和Ni等。 本文參考國(guó)際上其他RAFM鋼和普通馬氏體鋼的研究方法制定了實(shí)驗(yàn)研究方案，對(duì)4mm的CLAM鋼板，使用TIG焊接方法對(duì)進(jìn)行了焊前預(yù)熱和未進(jìn)行焊前預(yù)熱的兩種試樣進(jìn)行了焊接和焊后熱處理處理。利用金相顯微鏡和掃描電鏡觀察了CLAM鋼焊接接頭微觀組織、碳化物分布；利用硬度試驗(yàn)和拉伸試驗(yàn)對(duì)焊接接頭的硬度及力學(xué)性能進(jìn)行了研究。根據(jù)觀察和測(cè)試結(jié)果，利用冶金學(xué)原理和相關(guān)理論對(duì)焊接熱循環(huán)、金相組織、碳化物的析出、焊

3、接接頭的力學(xué)性能和硬度以及它們間的相互關(guān)系進(jìn)行了研究分析。研究結(jié)果表明，受焊接熱循環(huán)和焊后高溫回火處理的影響，焊縫區(qū)和近縫區(qū)的熱影響區(qū)形成了晶粒粗大的板條馬氏體，晶內(nèi)分布著密度極高的位錯(cuò)，并且在晶界和馬氏體板條界處析出大量的細(xì)小短條形碳化物。較高密度的位錯(cuò)有利于改善焊縫力學(xué)性能，細(xì)小的碳化物起到彌散強(qiáng)化作用，且對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)起到阻礙作用。這使得焊縫具有較高的強(qiáng)度和比母材略高的硬度，但是碳化物的析出造成晶格畸變，使得焊縫并沒(méi)有出現(xiàn)明顯硬化現(xiàn)象