Hastelloy N/Ti/Hastelloy N合金钎焊接头的连接机理与高温稳定性研究
发布时间：2021-01-16 10:28
熔盐堆是第四代核反应堆6种候选堆型之一,也是中科院“未来先进核裂变能”科技专项的重要组成部分。Hastelloy N合金具有优异的抗氟化盐腐蚀性能,被选用于制造熔盐反应堆中熔盐回路管道、堆芯容器及换热器等结构。研究Hastelloy N合金的连接对于熔盐堆的发展具有很大的推动作用。本文利用纯Ti钎料对Hastelloy N合金进行钎焊,采用SEM、EDS和TEM等手段研究了钎焊工艺参数和Ti箔厚度对接头显微组织和力学性能的影响;探讨了接头的显微组织和力学性能之间的关系;初步揭示了采用纯Ti钎料连接Hastelloy N合金的连接机理;通过对接头进行长时间高温热处理,研究了接头的高温稳定性。利用纯Ti钎料钎焊Hastelloy N合金可获得性能良好的接头。采用0.127mm的纯Ti钎料在1060℃保温90min下接头的性能最好,接头组成为:钎缝中间的1区和靠近母材的2区。1区基体为NiTi,NiTi基体上分布有块状的Ni3Ti及大量的MoC颗粒,此外,钎缝中心区域还分布着Ti2C0.06颗粒和块状NiTi2;2区基体为Ni3Ti,其上弥散有TiC颗粒,靠近接头界面处分布着Mo6Ni6C,...
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
全球各国动力堆分布情况
第 1 章 绪论铅冷快堆 (LFR)，熔盐堆 (MSR)，超临界水冷堆 (SCWR)，钠冷快堆 (VHTR)[4]。其中，熔盐堆作为 6 种四代反应堆堆型中唯一的采用液具有如下的优势[5-7]：首先，我国拥有全世界储量最大的钍资源，熔作为燃料；其次，熔盐堆一般建于地下，对自然灾害和人为破坏具有使出现意外事故，熔盐堆的安全系统会控制含有燃料的熔盐流入储存应中止；最后，熔盐堆适合向小型化方向发展，符合核能未来发展的堆最早从美国的飞行器反应堆试验开始研究，它利用氧化铍作为慢化53NaF-41ZrF4-6UF4(mol.%) 作为燃料，并利用液态钠作为二次冷却剂0℃[8]。在 20 世纪 60 年代，橡树岭国家试验室在熔盐堆研究中处于领盐堆如图 1-2 所示[9]。MSR 的管道、包壳和结构组件均由 Hastelloy N 合墨充当慢化剂，65LiF-30BeF2-5ZrF4-0.1UF4(mol.%) 作为燃料，FLiB；MSR 的工作温度为 650℃[10]。但由于当时冷战需求大于能源需求，官方终止[11-12]。
材验选用的 Hastelloy N 合金母材由齐齐哈尔北满特殊钢有限公司提供。y N 合金的成分，表 2-2 为 Hastelloy N 合金相关的物理及力学性能[31]。y N 合金典型微观组织，主要由 Ni 基体和 MoC 析出相组成。表 2-1 Hastelloy N 合金成分 (wt.%)[31]Ni Mo Cr Fe Si 余量 17 7 4 0.5 表 2-2 Hastelloy N 合金的物理及力学性能[31]度m3熔点℃抗拉强度MPa屈服强度MPa杨氏3 1350 790 320
【参考文献】：
期刊论文
[1]2014年全球核电综述[J]. 中国核工业. 2015(03)
[2]碳化硅材料在核燃料元件中的应用[J]. 刘荣正,刘马林,邵友林,刘兵. 材料导报. 2015(01)
[3]YG6C硬质合金与16Mn钢的真空钎焊工艺研究[J]. 刘鑫,王海龙. 热加工工艺. 2012(13)
[4]国际钎焊技术最新进展[J]. 熊华平,李红,毛唯,李晓红. 焊接学报. 2011(05)
[5]层叠Ni/Ti热扩散形成金属间化合物的规律[J]. 周勇,杨冠军,吴限,李长久. 焊接学报. 2010(09)
[6]新概念熔盐堆的固有安全性及相关关键问题研究[J]. 秋穗正,张大林,苏光辉,田文喜. 原子能科学技术. 2009(S1)
[7]Cf/SiC复合材料与Ti合金的AgCuTi-W复合钎焊[J]. 熊进辉,黄继华,薛行雁,张华,赵兴科,林国标. 航空材料学报. 2009(06)
[8]Cf/SiC复合材料与Ti合金的Ag-Cu-Ti-TiC复合钎焊[J]. 熊进辉,黄继华,张华,赵兴科,林国标. 中国有色金属学报. 2009(06)
[9]C/SiC复合陶瓷与铌合金的活性钎焊[J]. 陆艳杰,张小勇,楚建新,刘鑫,方针正. 稀有金属. 2008(05)
[10]SiC陶瓷与Ti合金的（Ag-Cu-Ti）-W复合钎焊接头组织结构研究[J]. 林国标,黄继华,张建纲,毛建英,李海刚. 材料工程. 2005(10)
博士论文
[1]Si对GH3535合金热暴露后的组织和力学性能的影响[D]. 许周烽.中国科学院研究生院（上海应用物理研究所） 2015
[2]中国新能源发展研究[D]. 张海龙.吉林大学 2014
硕士论文
[1]钛合金/钢异种金属真空钎焊试验研究[D]. 杨仲林.大连理工大学 2013
[2]核能安全发展的伦理研究[D]. 宋嘉颖.南京理工大学 2013
[3]铝合金与不锈钢的钎焊技术研究[D]. 尹小燕.江苏科技大学 2012
本文编号：2980663
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
全球各国动力堆分布情况
第 1 章 绪论铅冷快堆 (LFR)，熔盐堆 (MSR)，超临界水冷堆 (SCWR)，钠冷快堆 (VHTR)[4]。其中，熔盐堆作为 6 种四代反应堆堆型中唯一的采用液具有如下的优势[5-7]：首先，我国拥有全世界储量最大的钍资源，熔作为燃料；其次，熔盐堆一般建于地下，对自然灾害和人为破坏具有使出现意外事故，熔盐堆的安全系统会控制含有燃料的熔盐流入储存应中止；最后，熔盐堆适合向小型化方向发展，符合核能未来发展的堆最早从美国的飞行器反应堆试验开始研究，它利用氧化铍作为慢化53NaF-41ZrF4-6UF4(mol.%) 作为燃料，并利用液态钠作为二次冷却剂0℃[8]。在 20 世纪 60 年代，橡树岭国家试验室在熔盐堆研究中处于领盐堆如图 1-2 所示[9]。MSR 的管道、包壳和结构组件均由 Hastelloy N 合墨充当慢化剂，65LiF-30BeF2-5ZrF4-0.1UF4(mol.%) 作为燃料，FLiB；MSR 的工作温度为 650℃[10]。但由于当时冷战需求大于能源需求，官方终止[11-12]。
材验选用的 Hastelloy N 合金母材由齐齐哈尔北满特殊钢有限公司提供。y N 合金的成分，表 2-2 为 Hastelloy N 合金相关的物理及力学性能[31]。y N 合金典型微观组织，主要由 Ni 基体和 MoC 析出相组成。表 2-1 Hastelloy N 合金成分 (wt.%)[31]Ni Mo Cr Fe Si 余量 17 7 4 0.5 表 2-2 Hastelloy N 合金的物理及力学性能[31]度m3熔点℃抗拉强度MPa屈服强度MPa杨氏3 1350 790 320
【参考文献】：
期刊论文
[1]2014年全球核电综述[J]. 中国核工业. 2015(03)
[2]碳化硅材料在核燃料元件中的应用[J]. 刘荣正,刘马林,邵友林,刘兵. 材料导报. 2015(01)
[3]YG6C硬质合金与16Mn钢的真空钎焊工艺研究[J]. 刘鑫,王海龙. 热加工工艺. 2012(13)
[4]国际钎焊技术最新进展[J]. 熊华平,李红,毛唯,李晓红. 焊接学报. 2011(05)
[5]层叠Ni/Ti热扩散形成金属间化合物的规律[J]. 周勇,杨冠军,吴限,李长久. 焊接学报. 2010(09)
[6]新概念熔盐堆的固有安全性及相关关键问题研究[J]. 秋穗正,张大林,苏光辉,田文喜. 原子能科学技术. 2009(S1)
[7]Cf/SiC复合材料与Ti合金的AgCuTi-W复合钎焊[J]. 熊进辉,黄继华,薛行雁,张华,赵兴科,林国标. 航空材料学报. 2009(06)
[8]Cf/SiC复合材料与Ti合金的Ag-Cu-Ti-TiC复合钎焊[J]. 熊进辉,黄继华,张华,赵兴科,林国标. 中国有色金属学报. 2009(06)
[9]C/SiC复合陶瓷与铌合金的活性钎焊[J]. 陆艳杰,张小勇,楚建新,刘鑫,方针正. 稀有金属. 2008(05)
[10]SiC陶瓷与Ti合金的（Ag-Cu-Ti）-W复合钎焊接头组织结构研究[J]. 林国标,黄继华,张建纲,毛建英,李海刚. 材料工程. 2005(10)
博士论文
[1]Si对GH3535合金热暴露后的组织和力学性能的影响[D]. 许周烽.中国科学院研究生院（上海应用物理研究所） 2015
[2]中国新能源发展研究[D]. 张海龙.吉林大学 2014
硕士论文
[1]钛合金/钢异种金属真空钎焊试验研究[D]. 杨仲林.大连理工大学 2013
[2]核能安全发展的伦理研究[D]. 宋嘉颖.南京理工大学 2013
[3]铝合金与不锈钢的钎焊技术研究[D]. 尹小燕.江苏科技大学 2012
本文编号：2980663
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