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(gòu)簡(jiǎn)化、安全性好、經(jīng)濟(jì)性良好、核燃料利用率高等眾多優(yōu)點(diǎn)，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(duì)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(yīng)熔煉、高溫鍛造、高溫?zé)彳埣盁崽幚黼A段的顯微組織演化。結(jié)果表明，兩種不銹鋼在凝固時(shí)組織內(nèi)并無(wú)鐵素體產(chǎn)生，均屬于純奧氏體凝固模式。經(jīng)過(guò)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(guò)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(huì)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(huì)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(xué)的方法，通過(guò)Tafel極化曲線、

4、雙環(huán)電化學(xué)動(dòng)電位再活化（DL-EPR）實(shí)驗(yàn)和10%草酸浸蝕實(shí)驗(yàn)研究了熱處理工藝對(duì)材料耐腐蝕性能的影響。研究表明，穩(wěn)定化處理溫度對(duì)于兩種不銹鋼的耐均勻腐蝕性能影響不大，但會(huì)通過(guò)影響第二相析出來(lái)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(duì)于固溶態(tài)卻沒(méi)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(duì)材料的耐晶間腐蝕能