核电用Q460钢气保焊焊接工艺研究

发布时间：2017-03-31 08:27

  本文关键词：核电用Q460钢气保焊焊接工艺研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本课题重点对Q460核反应堆支架用钢进行研究。为了达到提高核反应堆支承架承载能力和减轻重量的目的,针对目前核反应堆支承架大多采用Q390等传统钢材的现状,拟定采用强度和韧性都更好的Q460钢。本文选用45mm厚的Q460钢,单边坡口角度为45°。选用低合金145230焊丝,首先对熔敷金属进行测试,再对焊接接头进行热处理试验,从显微组织和力学性能分析热处理对熔敷金属和焊接接头的影响。然后采用不同的焊接热输入对接头的显微组织和力学性能进行分析。采用热输入为16 kJ/cm对所用的焊材进行性能测试,并对熔敷金属进行610℃回火,保温时间为29小时热处理试验,通过对熔敷金属的研究,结果表明:热处理前后熔敷金属的显微组织均为少量的先共析铁素体和侧板条铁素体,以及大量均匀分布的针状铁素体。焊态下先共析铁素体的数量较少,侧板条铁素体数量较多,板条间尺寸较小,针状铁素体尺寸更细小,分布更为致密。热处理对熔敷金属强度和硬度的影响并不大,热处理后熔敷金属冲击韧性下降。采用热输入为20kJ/cm对焊接接头进行焊接试验,并对接头进行610℃回火,保温时间为29小时热处理试验,研究热处理前后焊接接头性能的变化。结果表明:热处理前后接头焊缝金属的显微组织与熔敷金属基本一致,均为少量的先共析铁素体和侧板条铁素体,以及大量均匀分布的针状铁素体。焊态下先共析铁素体的数量较少,侧板条铁素体数量较多,板条间尺寸较小,针状铁素体尺寸更细小,分布更为致密。热处理后接头焊缝金属强度、冲击韧性和硬度均下降。采用热输入为12 k J/cm、16 kJ/cm和20 kJ/cm进行焊接试验,从力学和微观分析热输入对焊接接头及热影响区性能的影响。结果表明:(a)焊缝中:热输入越大,先共析铁素体数量越多,侧板条铁素体数量越少,针状铁素体的尺寸增大。三个热输入下焊缝中都会析出M-A组元和夹杂物。三种热输入下焊缝金属的屈服强度、抗拉强度、冲击韧性和抗弯能力都能满足460MPa级低合金钢的性能要求。随着热输入的增大,焊缝金属的屈服强度、抗拉强度和冲击韧性都降低。热输入为12 kJ/cm时焊缝金属硬度最高,热输入为16 kJ/cm和20 kJ/cm时焊缝金属硬度略低,且二者差别不大。(b)HAZ中:粗晶区除了有铁素体还会有贝氏体析出,细晶区都是细小均匀的铁素体和珠光体。热输入越大,粗晶区原始奥氏体的晶粒越大,析出的先共析铁素体组织越多,但是热输入对细晶区和不完全相变区的组织影响不大。随着热输入的增加,在熔合线处的冲击吸收功逐渐减小。熔合线外2mm处的冲击吸收功随着热输入的增加先降低后升高,热输入为12 kJ/cm时最大。相同热输入下,熔合线外2mm处的冲击吸收功比熔合线处的要高。三种热输入下,热影响区硬度值差别不大。
【关键词】：Q460钢 热处理 热输入 力学性能 显微组织
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG457.11
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-13
• 第1章 绪论13-21
• 1.1 课题背景及意义13-14
• 1.1.1 核电发展的背景13
• 1.1.2 Q460低合金钢的现状与发展趋势13-14
• 1.2 核反应堆辐照脆化理论研究现状14-17
• 1.2.1 合金元素在核电用钢中作用机理的研究现状14-16
• 1.2.2 铁素体钢辐照脆化的研究现状16-17
• 1.3 Q460钢焊接性研究现状17-18
• 1.4 主要研究内容及技术路线18-21
• 第2章 Q460钢试验材料及分析方法21-28
• 2.1 试验材料21-22
• 2.2 焊接试验方法22-23
• 2.3 力学性能分析方法23-25
• 2.3.1 全焊缝金属棒拉伸试验23
• 2.3.2 板拉伸试验23-24
• 2.3.3 冲击试验24
• 2.3.4 弯曲试验24-25
• 2.3.5 硬度试验25
• 2.4 组织结构分析方法25-28
• 2.4.1 电子显微镜分析25-26
• 2.4.2 扫描电子显微镜分析26
• 2.4.3 透射电子显微镜分析26
• 2.4.4 电子背散射衍射试验分析26-28
• 第3章 热处理前后熔敷金属组织与性能研究28-39
• 3.1 熔敷金属的显微组织特征28-31
• 3.1.1 化学成分28
• 3.1.2 微观组织特征28-31
• 3.2 熔敷金属的力学性能31-37
• 3.2.1 拉伸试验结果与分析31
• 3.2.2 冲击断裂行为研究31-37
• 3.2.3 硬度试验结果与分析37
• 3.3 本章小结37-39
• 第4章 热处理前后接头焊缝金属组织与性能研究39-52
• 4.1 接头焊缝金属的显微组织特征39-41
• 4.1.1 化学成分39
• 4.1.2 微观组织特征39-41
• 4.2 接头焊缝金属的力学性能41-50
• 4.2.1 拉伸试验结果与分析41-42
• 4.2.2 冲击试验结果与分析42-47
• 4.2.3 弯曲试验结果与分析47-49
• 4.2.4 硬度试验结果与分析49-50
• 4.3 本章小结50-52
• 第5章 热输入对焊接接头组织与性能的影响52-79
• 5.1 热输入对末道焊缝的影响52-70
• 5.1.1 末道焊缝显微组织分析52-59
• 5.1.2 拉伸试验结果与分析59-61
• 5.1.3 冲击试验结果与分析61-66
• 5.1.4 弯曲试验结果与分析66-68
• 5.1.5 硬度试验结果与分析68-70
• 5.2 热输入对焊接热影响区的影响70-78
• 5.2.1 焊接热影响区组织分析70-72
• 5.2.2 焊接热影响区冲击韧性结果与分析72-75
• 5.2.3 焊接热影响区硬度结果与分析75-78
• 5.3 本章小结78-79
• 结论79-81
• 参考文献81-87
• 致谢87

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 黄安国,李波,李志远,王永生;低合金钢焊缝金属中侧板条铁素体数量的预测[J];电焊机;2004年07期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 宋威;核电用Q460钢气保焊焊接工艺研究[D];江苏科技大学;2016年

  本文关键词：核电用Q460钢气保焊焊接工艺研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：279296