激光增材制造技术在核电堆内构件304LN不锈钢大型复杂结构件上的应用

发布时间：2021-04-05 07:14

　　将激光增材制造技术用于核反应堆堆内构件304LN奥氏体不锈钢大型复杂结构件的制备,利用金相显微镜和扫描电镜分析,对焊态及热处理态熔覆层组织进行微观分析,并对熔覆态及热处理态熔覆层开展力学性能试验。结果表明:激光熔覆304LN不锈钢熔覆层组织由沿熔覆增高方向贯穿多层外延生长的柱状晶组成,柱状晶内包含多个细长整齐排列的树枝晶,奥氏体基体上分布着大量沿熔覆增高方向排列的残余铁素体;固溶处理后残余铁素体消除,奥氏体基体上析出大量碳化物。304LN奥氏体不锈钢熔覆态组织具有良好的力学性能。 

【文章来源】：中国核电. 2020,13(05)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

粉末形貌及磨抛截面

激光熔覆304LN奥氏体不锈钢的微熔池凝固机制比较复杂，由液相析出先析出相、铁素体-奥氏体共晶反应、包晶反应以及固态相变过程等机理难以准确分析，典型凝固组织包含奥氏体-铁素体混合结构，并且凝固组织形态还会受到后续熔覆过程的重熔、循环热处理，固相转变等影响。根据Fe-Cr-Ni三元平衡相图，分析激光熔覆高冷速、循环热处理的凝固特点及304LN不锈钢凝固组织形貌，推测其凝固过程如下：液态微熔池冷却到液相线温度时，首先析出δ铁素体，并以发达的树枝状形态由熔池底部向液相中生长，凝固过程中发生溶质再分配，铁素体析出消耗Cr、Si等铁素体形成元素，Ni、Cu等奥氏体形成元素排挤到液相中，随后可能发生剩余L→γ、先析出的δ铁素体→γ以及包晶反应L+δ铁素体→γ等转变，微熔池的凝固过程持续发生溶质再分配造成微区成分偏析，使得枝晶核富铬贫镍，随后的冷却过程中奥氏体界面向铁素体推移，但由于成形过程中冷速快，枝晶核富含铁素体形成元素，δ铁素体→γ转变不完全，在随后的成形过程中经过多次循环热处理，树枝晶核心部位残留δ铁素体逐步消除并析出大量的碳化物，如图4所示。图3 激光增材制造304LN不锈钢成形块直接成形态微观组织形貌

激光增材制造304LN不锈钢成形块直接成形态微观组织形貌

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3119384