核电压力容器大型锻件组织与性能研究及热处理数值模拟
发布时间：2021-01-02 17:04
随着第三代核电站的设计寿命和安全要求的提高,压力容器锻件呈现出大型化、一体化的趋势。目前国内核电需求旺盛,研究大型锻件热制造过程的组织性能演变,保障核电大型锻件稳健生产势在必行。本文研究了核电大型锻件SA508Gr.3钢的相变动力学和组织演变规律,建立了组织与性能之间的定量关系,并采用有限元方法模拟了典型核电压力容器锻件一体化顶盖的调质热处理工艺过程,实现了基于温度场-组织场-性能场的热处理工艺优化。首先,本文研究了SA508Gr.3钢加热和冷却过程中的相变动力学规律,获得了连续加热奥氏体相变动力学（CHT）、奥氏体等温相变动力学（IHT）、TTT和CCT等整套的相变基础数据;研究了不同回火工艺条件下回火度与时间的关系,建立了描述回火过程的动力学曲线。采用JMAK方程描述扩散型相变,包括奥氏体化相变、贝氏体相变和回火转变,分别确定了三类相变动力学方程中的各个模型参数,包括指数n,指前因子lnk0,相变激活能Q等。采用K-M方程描述马氏体相变,确定了与温度相关的模型参数α。其次,研究了SA508Gr.3钢加热、冷却及回火过程中的组织演变规律。对于初始为贝氏体和铁素体...
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：219 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
压水堆核电站工况示意图
图 1-2 核电站反应堆压力容器 内部 构. 1-2 Internal structure of reactor pressure vessel in nuclear power p堆压力容器及大型锻件力容器是压水堆核电站建设中最核心设备之一，在核电完整性将直接关系到核反应堆的安全和寿命[30, 31]。图 容器结构对比图。第一代核电大量采用小锻件和钢板焊安全裕度较低，核电厂需要更多地进行停机安检，降低及二代改进型核电开始大量采用大型锻件以减少焊缝， 吨级。AP1000 核电作为典型的三代先进核电技术，其需要尺寸更大、重量更重、一体化程度更高、性能更优缝和提高安全裕度，即使采用复杂的仿形锻造技术后，锭。反应堆压力容器与一般的压力容器相比，有以下一大，如一台 1000MW 的压水堆压力容器的内径达到 4厚约为 220 毫米，而接管段壁厚达到 300 毫米，整个压0 吨[36]。
图 1-3 核电压力容器 同核电堆 构对比[23]velopment of pressure vessel design. Left: conventional design. Right: advanc图 1-4 压力容器一体 顶盖锻件 状和尺寸 1-4 The shape and size of the integrative head forging of the reactor pressure v具体的研究对象为核电压力容器的一体化顶盖锻件，因体积重量能要求很高，对锻件制造厂的冶炼、锻造、热处理能力均提出
【参考文献】：
期刊论文
[1]加热速率对FV520B钢奥氏体化相变动力学的影响[J]. 许文博,魏绍鹏,石伟,王罡,融亦鸣. 金属热处理. 2016(02)
[2]55CrMo钢的奥氏体化相变动力学[J]. 贺连芳,李辉平,盖康,张春芝,李木森. 材料热处理学报. 2015(10)
[3]非等温奥氏体化动力学模型[J]. 张芳. 金属热处理. 2013(08)
[4]30Cr2Ni4MoV钢的奥氏体化动力学[J]. 陈睿恺,顾剑锋,韩利战,潘健生. 材料热处理学报. 2013(01)
[5]Kinetics of austenite grain growth in medium-carbon niobium-bearing steel[J]. Ying-li ZHAO 1,2,Jie SHI 2,Wen-quan CAO 2,Mao-qiu WANG 2,Gang XIE 1 (1 School of Material and Metallurgy Engineering,Kunming University of Science and Technology,Kunming 650093,China) (2 Institute for Structural Materials,Central Iron and Steel Research Institute,Beijing 100081,China). Journal of Zhejiang University-Science A（Applied Physics & Engineering）. 2011(03)
[6]核电压力容器用钢的发展及研究现状[J]. 李云良,张汉谦,彭碧草,李金富. 压力容器. 2010(05)
[7]压水堆核电站反应堆压力容器材料概述[J]. 李承亮,张明乾. 材料导报. 2008(09)
[8]核电技术现状与研究进展[J]. 陈伟,张军,李桂菊. 世界科技研究与发展. 2007(05)
[9]加速发展核电——中国能源结构调整的必由之路[J]. 徐大懋. 中国能源. 2005(08)
[10]A508-3钢回火时显微组织的变化[J]. 盛钟琦,肖洪,彭峰. 核动力工程. 1990(04)
博士论文
[1]Mn、Mo等合金元素对钢中奥氏体形成及分解动力学的影响[D]. 夏苑.清华大学 2015
[2]30Cr2Ni4MoV钢低压转子热处理工艺的研究[D]. 陈睿恺.上海交通大学 2012
本文编号：2953304
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：219 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
压水堆核电站工况示意图
图 1-2 核电站反应堆压力容器 内部 构. 1-2 Internal structure of reactor pressure vessel in nuclear power p堆压力容器及大型锻件力容器是压水堆核电站建设中最核心设备之一，在核电完整性将直接关系到核反应堆的安全和寿命[30, 31]。图 容器结构对比图。第一代核电大量采用小锻件和钢板焊安全裕度较低，核电厂需要更多地进行停机安检，降低及二代改进型核电开始大量采用大型锻件以减少焊缝， 吨级。AP1000 核电作为典型的三代先进核电技术，其需要尺寸更大、重量更重、一体化程度更高、性能更优缝和提高安全裕度，即使采用复杂的仿形锻造技术后，锭。反应堆压力容器与一般的压力容器相比，有以下一大，如一台 1000MW 的压水堆压力容器的内径达到 4厚约为 220 毫米，而接管段壁厚达到 300 毫米，整个压0 吨[36]。
图 1-3 核电压力容器 同核电堆 构对比[23]velopment of pressure vessel design. Left: conventional design. Right: advanc图 1-4 压力容器一体 顶盖锻件 状和尺寸 1-4 The shape and size of the integrative head forging of the reactor pressure v具体的研究对象为核电压力容器的一体化顶盖锻件，因体积重量能要求很高，对锻件制造厂的冶炼、锻造、热处理能力均提出
【参考文献】：
期刊论文
[1]加热速率对FV520B钢奥氏体化相变动力学的影响[J]. 许文博,魏绍鹏,石伟,王罡,融亦鸣. 金属热处理. 2016(02)
[2]55CrMo钢的奥氏体化相变动力学[J]. 贺连芳,李辉平,盖康,张春芝,李木森. 材料热处理学报. 2015(10)
[3]非等温奥氏体化动力学模型[J]. 张芳. 金属热处理. 2013(08)
[4]30Cr2Ni4MoV钢的奥氏体化动力学[J]. 陈睿恺,顾剑锋,韩利战,潘健生. 材料热处理学报. 2013(01)
[5]Kinetics of austenite grain growth in medium-carbon niobium-bearing steel[J]. Ying-li ZHAO 1,2,Jie SHI 2,Wen-quan CAO 2,Mao-qiu WANG 2,Gang XIE 1 (1 School of Material and Metallurgy Engineering,Kunming University of Science and Technology,Kunming 650093,China) (2 Institute for Structural Materials,Central Iron and Steel Research Institute,Beijing 100081,China). Journal of Zhejiang University-Science A（Applied Physics & Engineering）. 2011(03)
[6]核电压力容器用钢的发展及研究现状[J]. 李云良,张汉谦,彭碧草,李金富. 压力容器. 2010(05)
[7]压水堆核电站反应堆压力容器材料概述[J]. 李承亮,张明乾. 材料导报. 2008(09)
[8]核电技术现状与研究进展[J]. 陈伟,张军,李桂菊. 世界科技研究与发展. 2007(05)
[9]加速发展核电——中国能源结构调整的必由之路[J]. 徐大懋. 中国能源. 2005(08)
[10]A508-3钢回火时显微组织的变化[J]. 盛钟琦,肖洪,彭峰. 核动力工程. 1990(04)
博士论文
[1]Mn、Mo等合金元素对钢中奥氏体形成及分解动力学的影响[D]. 夏苑.清华大学 2015
[2]30Cr2Ni4MoV钢低压转子热处理工艺的研究[D]. 陈睿恺.上海交通大学 2012
本文编号：2953304
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