核用Q460钢焊接组织及性能控制研究

发布时间：2020-11-13 23:38

　　 随着核电站的发展,核电站压力容器向大型化方向发展,这就对压力容器支撑件用钢提出了新的要求,核用Q460钢作为新一代核电压力容器支撑件用钢,具有良好的力学和抗辐照性能,但目前对其焊接方面的研究较少,本文选取核用Q460支撑件用钢作为研究对象,利用L78型淬火膨胀仪对核用Q460钢的SH-CCT曲线进行绘制,利用SH-CCT曲线的结果制定单-双道次试验方案并进行试验,利用Gleeble热模拟试验机进行高温拉伸试验。试验过程中用到的仪器设备有激光共聚焦显微镜、扫描电子显微镜、维氏硬度仪等。通过粗晶热影响区、SH-CCT曲线、单-双道次试验,得到粗晶热影响区、单-双道次的组织及性能;通过高温拉伸试验对高温应力-应变曲线的变化进行分析,得到高温拉伸条件下材料塑性变形机理,得到高温强度及塑性。通过对核用Q460钢的焊接间接性评定及SH-CCT曲线分析,核用Q460钢具有一定的冷裂纹敏感性,热裂纹敏感性较低。粗晶热影响区存在三个相转变区,当焊接t_(8/5)在3s~10s之间时,组织为板条状马氏体;当焊接t_(8/5)在10~100s之间时,组织为马氏体+贝氏体;当焊接t_(8/5)在100s~1000s之间时,组织为贝氏体;当焊接t_(8/5)在1000s~16000s之间时,组织为贝氏体+珠光体。高温应力-应变曲线表明:随着拉伸温度的升高,材料的抗拉强度降低,最高抗拉强度和最低抗拉强度的差值为124MPa;随着拉伸温度的升高,断面收缩率呈先升后降的趋势,当拉伸温度为1000℃时,断面收缩率为85.7%,当拉伸温度为1250℃时,断面收缩率最低,为34.5%。通过单道次热影响区焊接组织及性能分析发现,随着焊接t_(8/5)的增加,材料的硬度值降低,材料的相转变向高温方向移动;在粗晶区,当t_(8/5)为25s时,得到的组织为马氏体+贝氏体,当t_(8/5)为50s时,得到的组织为下贝氏体,当t_(8/5)为150s时,得到的组织为粒状贝氏体;在细晶区,当t_(8/5)为25s时,得到的组织为下贝氏体,当t_(8/5)在50s~150s之间时,得到的组织为粒状贝氏体;在临界相变区,当t_(8/5)在25s~50s之间时,得到的组织为粒状贝氏体;当t_(8/5)为150s时,得到的组织为珠光体+粒状贝氏体;在亚临界相变区,当t_(8/5)在25s~150s之间时,得到的组织为回火马氏体。通过双道次热影响区焊接组织及性能分析发现,在再热粗晶热影响区,由于焊接热影响区组织多为非平衡组织,发生组织遗传现象。在CGCG热影响区,当t_(8/5)为25s时,得到的组织为板条状马氏体+贝氏体,当t_(8/5)在50s~150s之间时,得到的组织为粒状贝氏体;在FGCG热影响区,当t_(8/5)在25s~150s之间时,得到的组织为粒状贝氏体;在ICCG热影响区,当t_(8/5)在25s~50s之间时,得到的组织为粒状贝氏体,当t_(8/5)在为150s时,得到的组织为粒状贝氏体+珠光体;在ICCG热影响区,当t_(8/5)在25s~150s之间时,在ICCG热影响区产生了对韧性影响较大的粒状贝氏体,使再热热影响区的韧性降低,需进行焊后热处理。
【学位单位】：内蒙古科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TM623;TG142.1
【部分图文】：

T-Time 图上标出相变开始点和相变结束点，将相变开始点连接起来，连接起来，形成了连续冷却转变曲线图。焊接方面，粗晶热影响区 CCT 曲线对实际焊接工艺有较大的意义，其接预测实际焊接中 Q460 钢可能出现的组织，其二，因为焊接过程是冷却过程，用一般的方法不可能测出其在冷却过程中组织变化情况，转变图上可以直观的看到焊接冷却变化过程，其三，通过连续冷却转导焊接工艺的制定并积累一定的焊接基础数据，其四，可以对在测定组织和硬度的测定并与连续冷却转变图进行分析。 高温力学性能的理论研究行高温拉伸试验可以测定钢的高温应力-应变曲线，也可以测得材料的服强度等，在高温情况下，钢铁材料的性能相较于低温有较大变化，料来说，从室温到 1500℃的区间内会出现三个脆性区域[44]，如图 1.1

内蒙古科技大学硕士学位论文枝晶晶间及晶界的偏析造成的溶质或不纯的熔溶层造成的，Ⅱ区的脆应变速率有关，变形速率越大，延展性下降越厉害，这是由于过饱和氏体晶界析出铁和锰的化合物。Ⅲ区脆性随应变速率的降低，延展性氏体晶界的初生铁素体发生了滑移，另为一些元素的存在扩大了脆性O等[45～47]。主要研究内容及研究思路次试验技术路线如图 1.2所示：

因为其会增加再热裂纹的敏感性。金元素作用的分析，本次试验用钢的化学元素成分及含化学成分(质量分数,%)Mn S P Ni+Mo V 1.29 0.0008 0.0062 2.01 0.062热处理工艺炼炉对 Q460 钢进行冶炼，将调整好的钢液进行模铸，预处理钢坯后，将钢坯进行淬火+回火处理，淬火温度为m/min，进行水淬，水温为 9～10℃，淬火速度为 1.2m/度为 670～680℃。图 2.1 为具体的热处理示意图：
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本文编号：2882795