新型富Gd镍基合金的微观组织及性能研究
发布时间：2021-08-11 19:26
中子吸收材料是乏燃料贮运应用领域的关键功能材料。为解决我国核燃料循环系统中后端乏燃料的贮存、运输、处理和处置问题,解除约束我国核电发展的后端限制,开发设计结构功能一体化的中子吸收材料具有十分重要的理论和现实意义。本文根据乏燃料贮运领域对中子吸收材料的要求开发了三组新型富Gd镍基合金,对其微观组织、力学性能、腐蚀性能、焊接性能及中子吸收性能模拟进行了详细研究,主要结论如下:（1）新型富Gd镍基合金中,Gd的添加在合金中形成六方晶体结构的Gd金属间化合物。Ni-30Cr-（10-x）Fe-xGd、Ni-30Cr-5Fe-5Mo-xGd系列合金中析出相为（Ni,Cr,Fe）5Gd,Ni-30Cr-xGd合金中析出相为（Ni,Cr）5Gd,其析出温度在1280±15℃。Gd金属间化合物主要沿γ奥氏体晶界分布,其数量随Gd含量的增加而上升。（2）新型富Gd镍基合金的硬度随Gd含量的增加而升高,而合金的室温抗拉强度和断裂延伸率随Gd含量的增加而下降。在Ni-30Cr-5Fe-5Mo-xGd合金中,Mo的添加能适当提高合金的硬度和抗拉强度,对合金的断裂延伸率有降低作用。对比Ni-30Cr-xGd和N...
【文章来源】：上海大学上海市 211工程院校
【文章页数】：156 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２．１真空感应熔炼工艺??Ｆｉｇｕｒｅ．?２．１?Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ?ｒｏｕｔｉｎｅ?ｄｕｒｉｎｇ?ＶＩＭ??
??求的铸态钢锭剥皮后在Ｉｔ的锻造机上热锻，如图２．２?（ａ）所示。剥皮后的铸锭由??直径（／＞８０ｍｍ被热锻成为尺寸约为４０ｍｍ＞＜４０ｍｍｘＬｍｍ?（Ｌ：热锻后试样的长度）??的方形棒材，如图２．２?（ｂ）所示。锻造温度不低于１１００°Ｃ。在热锻过程中温度偏??低则返回炉膛中继续保温以免锻裂。??一’＇??图２．２热锻：（ａ）手工热锻场面（ｂ）热锻后的方形棒材??Ｆｉｇｕｒｅ?２．２?Ｈｏｔ?ｆｏｒｇｉｎｇ：?（ａ）?ｈａｎｄ?ｈｏｔ?ｆｏｒｇｉｎｇ?ｓｃｅｎｅ?（ｂ）?ｓｑｕａｒｅ?ｂａｒ?ａｆｔｅｒ?ｈｏｔ?ｆｏｒｇｉｎｇ??２．２．３热轧??对合金热锻后的试样（４０ｍｍｘ４０ｍｍｘ３５０ｍｍ）进行热乳。在变形过程中，如??果变形量过大，容易形成裂纹，并且裂纹沿着枝晶间扩展。因此合金在开坯阶段??必须选择较高的变形温度（接近初轧温度），并且变形时应选用较小的变形Ｓ和??变形载荷。考虑到合金在高于Ｉ２００°Ｃ轧制变形时，合金出现了明显的氧化现象，??选择合金的初轧温度为１Ｉ７０°Ｃ，镍基合金低于１０５（ＴＣ轧制时合金的变形抗力过??大，会导致合金轧制开裂。热锻时所有锻造合金在１１７０°Ｃ保温４ｈ，然后热轧。??合金开坯时
海大学博士学位论文ｌＯ－ｘ）Ｆｅ－ｘＧｄ合金经１２００°Ｃ以上热处理后，Ｇｄ化合物相出现了熔融过烧现象，??图２．３所示。为了更好的研究热处理温度对合金性能的影响，同时避免过烧的危害，结合新型富Ｇｄ镍基合金热力学相变行为的研宄结果，选择热处理分别为１０５０°Ｃ，１１０ＣＴＣ，１１５０°Ｃ，处理时间按每毫米二分钟估算，水淬后研金的显微组织、力学性能及腐蚀性能的变化趋势。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]粉末冶金结合热轧制备高硼铝合金组织与性能研究[J]. 元琳琳,韩鹏,陈晓宇,黄晓猛. 粉末冶金技术. 2018(04)
[2]颗粒尺寸对B4C增强铝基中子吸收材料界面反应与力学性能的影响[J]. 童攀,林立,王全兆,周杨韬,肖伯律,马宗义. 复合材料学报. 2019(04)
[3]搅拌摩擦加工对Al2O3/B4C/Al复合材料室温及高温力学性能的影响[J]. 昝宇宁,曾祥浩,毕胜,王全兆,肖伯律,马宗义. 精密成形工程. 2018(01)
[4]乏燃料干法贮存运输容器用B4C/Al复合材料板的高温老化和硼酸腐蚀行为[J]. 郑越,卢可可,雷欣,崔岚,王全兆. 机械工程材料. 2017(10)
[5]含硼聚乙烯复合材料屏蔽性能的研究[J]. 李龙,罗晓渭,王霞,李小明,郭朝选. 化工管理. 2017(23)
[6]ZrH2/W/B4C/Al复合材料的制备与性能研究[J]. 杨剑,马书旺,刘坤,梁秋实,王健,毛昌辉. 稀有金属. 2018(12)
[7]我国乏燃料运输现状探讨[J]. 李越,肖德涛,刘新华,丘寿康,何正忠. 辐射防护. 2016(01)
[8]我国核燃料后处理技术的现状与发展[J]. 叶国安,蒋云清. 中国核工业. 2015(12)
[9]主要核电国家乏燃料贮存现状分析[J]. 刘敏,白云生. 中国核工业. 2015(12)
[10]我国核电及核能产业发展前景[J]. 叶奇蓁. 南方能源建设. 2015(04)
博士论文
[1]核屏蔽用高硼金属复合材料的制备技术基础研究[D]. 元琳琳.北京科技大学 2016
[2]基于第一性原理的镍基合金晶界脆化机理的理论研究[D]. 刘文冠.中国科学院研究生院（上海应用物理研究所） 2014
硕士论文
[1]Ti对高硼钢微观组织结构的影响[D]. 蒋军.西华大学 2009
[2]Zr、Cr、Ni对高硼钢组织的影响[D]. 袁亲松.西华大学 2009
本文编号：3336753
【文章来源】：上海大学上海市 211工程院校
【文章页数】：156 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２．１真空感应熔炼工艺??Ｆｉｇｕｒｅ．?２．１?Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ?ｒｏｕｔｉｎｅ?ｄｕｒｉｎｇ?ＶＩＭ??
??求的铸态钢锭剥皮后在Ｉｔ的锻造机上热锻，如图２．２?（ａ）所示。剥皮后的铸锭由??直径（／＞８０ｍｍ被热锻成为尺寸约为４０ｍｍ＞＜４０ｍｍｘＬｍｍ?（Ｌ：热锻后试样的长度）??的方形棒材，如图２．２?（ｂ）所示。锻造温度不低于１１００°Ｃ。在热锻过程中温度偏??低则返回炉膛中继续保温以免锻裂。??一’＇??图２．２热锻：（ａ）手工热锻场面（ｂ）热锻后的方形棒材??Ｆｉｇｕｒｅ?２．２?Ｈｏｔ?ｆｏｒｇｉｎｇ：?（ａ）?ｈａｎｄ?ｈｏｔ?ｆｏｒｇｉｎｇ?ｓｃｅｎｅ?（ｂ）?ｓｑｕａｒｅ?ｂａｒ?ａｆｔｅｒ?ｈｏｔ?ｆｏｒｇｉｎｇ??２．２．３热轧??对合金热锻后的试样（４０ｍｍｘ４０ｍｍｘ３５０ｍｍ）进行热乳。在变形过程中，如??果变形量过大，容易形成裂纹，并且裂纹沿着枝晶间扩展。因此合金在开坯阶段??必须选择较高的变形温度（接近初轧温度），并且变形时应选用较小的变形Ｓ和??变形载荷。考虑到合金在高于Ｉ２００°Ｃ轧制变形时，合金出现了明显的氧化现象，??选择合金的初轧温度为１Ｉ７０°Ｃ，镍基合金低于１０５（ＴＣ轧制时合金的变形抗力过??大，会导致合金轧制开裂。热锻时所有锻造合金在１１７０°Ｃ保温４ｈ，然后热轧。??合金开坯时
海大学博士学位论文ｌＯ－ｘ）Ｆｅ－ｘＧｄ合金经１２００°Ｃ以上热处理后，Ｇｄ化合物相出现了熔融过烧现象，??图２．３所示。为了更好的研究热处理温度对合金性能的影响，同时避免过烧的危害，结合新型富Ｇｄ镍基合金热力学相变行为的研宄结果，选择热处理分别为１０５０°Ｃ，１１０ＣＴＣ，１１５０°Ｃ，处理时间按每毫米二分钟估算，水淬后研金的显微组织、力学性能及腐蚀性能的变化趋势。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]粉末冶金结合热轧制备高硼铝合金组织与性能研究[J]. 元琳琳,韩鹏,陈晓宇,黄晓猛. 粉末冶金技术. 2018(04)
[2]颗粒尺寸对B4C增强铝基中子吸收材料界面反应与力学性能的影响[J]. 童攀,林立,王全兆,周杨韬,肖伯律,马宗义. 复合材料学报. 2019(04)
[3]搅拌摩擦加工对Al2O3/B4C/Al复合材料室温及高温力学性能的影响[J]. 昝宇宁,曾祥浩,毕胜,王全兆,肖伯律,马宗义. 精密成形工程. 2018(01)
[4]乏燃料干法贮存运输容器用B4C/Al复合材料板的高温老化和硼酸腐蚀行为[J]. 郑越,卢可可,雷欣,崔岚,王全兆. 机械工程材料. 2017(10)
[5]含硼聚乙烯复合材料屏蔽性能的研究[J]. 李龙,罗晓渭,王霞,李小明,郭朝选. 化工管理. 2017(23)
[6]ZrH2/W/B4C/Al复合材料的制备与性能研究[J]. 杨剑,马书旺,刘坤,梁秋实,王健,毛昌辉. 稀有金属. 2018(12)
[7]我国乏燃料运输现状探讨[J]. 李越,肖德涛,刘新华,丘寿康,何正忠. 辐射防护. 2016(01)
[8]我国核燃料后处理技术的现状与发展[J]. 叶国安,蒋云清. 中国核工业. 2015(12)
[9]主要核电国家乏燃料贮存现状分析[J]. 刘敏,白云生. 中国核工业. 2015(12)
[10]我国核电及核能产业发展前景[J]. 叶奇蓁. 南方能源建设. 2015(04)
博士论文
[1]核屏蔽用高硼金属复合材料的制备技术基础研究[D]. 元琳琳.北京科技大学 2016
[2]基于第一性原理的镍基合金晶界脆化机理的理论研究[D]. 刘文冠.中国科学院研究生院（上海应用物理研究所） 2014
硕士论文
[1]Ti对高硼钢微观组织结构的影响[D]. 蒋军.西华大学 2009
[2]Zr、Cr、Ni对高硼钢组织的影响[D]. 袁亲松.西华大学 2009
本文编号：3336753
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