ECAP法制备纳米结构奥氏体钢及其热稳定性研究

发布时间：2022-02-22 12:46

　　第四代核反应堆对于燃料组件材料的性能提出了更高的要求,其中最关键的是高温强度和抗辐照肿胀性能。快堆能否成功顺利的运行,在很大程度上取决于快堆燃料组件中的包壳管。包壳管必须承受堆内苛刻的工作条件并且保持燃料元件的完整性。当前诸多反应堆包壳管材料是奥氏体不锈钢（如316L、15-15Ti）,奥氏体不锈钢具有良好的高温蠕变、抗疲劳性能和低温韧性,但是其抗辐照肿胀性能较差。经过调研,通过优化晶粒尺寸和晶界特征,可以显著提高奥氏体不锈钢的抗辐照肿胀性能。良好的抗辐照肿胀性能依赖于优化的晶粒尺寸和晶界特征,但是普遍观点是纳米结构组织的热稳定性较差。本论文主要研究多道次室温等径角挤压法（ECAP）制备Fe-14Cr-16Ni和316L纳米结构奥氏体钢过程中组织演化和力学性能变化,然后通过后续热处理研究纳米结构奥氏体钢的热稳定性。经过六道次室温ECAP挤压制备了具有纳米结构的奥氏体钢。在挤压六道次时Fe-14Cr-16Ni的平均晶粒尺寸达到⁹1nm。在挤压六道次后316L的平均晶粒尺寸达到⁶1nm。在室温挤压的过程中固溶态奥氏体不锈钢受到纯剪切力作用下变形,... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 块体纳米结构材料概述
        1.2.1 纳米晶材料定义和分类
        1.2.2 块体纳米晶制备方法
    1.3 ECAP的研究现状和发展趋势
        1.3.1 ECAP法
        1.3.2 ECAP法的影响因素
        1.3.3 ECAP法的组织细化方式
        1.3.4 ECAP材料的力学性能
    1.4 纳米结构材料的辐照性能
    1.5 纳米结构材料的热稳定性
        1.5.1 纳米晶长大的热力学机制
        1.5.2 纳米晶长大的动力学机制
    1.6 本文的主要研究目的、意义和内容
第2章 实验材料制取及实验方法
    2.1 技术路线
    2.2 实验材料的选择和制取
        2.2.1 实验材料的选择
        2.2.2 实验材料的制取
    2.3 实验方法
        2.3.1 力学性能实验
        2.3.2 微观组织观察实验
    2.4 本章小结
第3章 奥氏体钢在ECAP过程中组织演化及力学性能
    3.1 引言
    3.2 奥氏体钢在ECAP过程中的组织演化
        3.2.1 光学金相显微分析
        3.2.2 XRD分析
        3.2.3 TEM分析
    3.3 奥氏体钢在ECAP过程中的力学性能
        3.3.1 拉伸实验分析
        3.3.2 维氏显微硬度实验分析
    3.4 本章小结
第4章 纳米结构奥氏体钢的热稳定性研究
    4.1 引言
    4.2 短时时效处理组织分析及力学性能
        4.2.1 显微组织分析
        4.2.2 维氏显微硬度分析
    4.3 长时时效处理组织分析及力学性能
        4.3.1 显微组织分析
        4.3.2 维氏显微硬度分析
    4.4 奥氏体钢退火下的回复与再结晶
        4.4.1 亚晶的形成
        4.4.2 再结晶晶粒形核与长大
    4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务及主要成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]快中子增殖反应堆燃料元件包壳材料的晶界工程技术应用展望[J]. 夏爽,周邦新.  上海大学学报(自然科学版). 2015(02)
[2]7475铝合金ECAP变形及组织热稳定性[J]. 张郑,杜忠泽,王经涛,赵西成.  有色金属. 2004(02)
[3]7475铝合金ECAP的晶粒细化极限[J]. 张郑,王经涛,赵西成.  中国有色金属学报. 2004(05)
[4]等通道转角挤压（ECAP）工艺的研究现状[J]. 张忠明,王锦程,唐文亭,郭学锋,杨根仓.  铸造技术. 2004(01)

博士论文
[1]多级纳米结构钢的制备及力学性能研究[D]. 杨沐鑫.昆明理工大学 2013



本文编号：3639469