钨/低活化钢用Ti基连接材料及相关焊接工艺研究

发布时间：2021-11-06 14:29

　　W/steel的连接是核聚变装置中氦冷型偏滤器制备的关键问题。由于W和低活化不锈钢的熔点和热膨胀系数等物理性质差异巨大,并且偏滤器服役环境严苛,要求承受巨大的热负载和耐中子辐照,如何获得高性能W/steel的连接接头是一个难题。钎焊及扩散焊技术各自具有独特的优势,因而成为W/steel连接领域主要采用的连接技术。考虑到低中子活化元素Ti、Fe作为W/steel连接材料具有非常大的潜力,本文将探究以Ti、Fe为主要原料连接W/steel的工艺。主要研究结果如下：1、钎焊连接W/steel:非晶钎料在钎焊过程中有明显优势,本实验希望通过合金化理论开发出具有低熔点、低中子活性的非晶型钎料,并应用于钎焊实验。用Zr元素替代非晶成分Ti70Fe20Si10中的Ti元素,并调整相关元素比例,获得了两个较佳成分：Ti50Zr25Fe20Si5和Ti45Zr25Fe20Si5。将Ti50Zr25Fe20Si5应用于钎焊实验,焊缝质量较差,W基体及钎料层中都出现大量裂纹,强度较低。焊缝中存在大量的硬脆金属问化合物及W与steel的热膨胀系数的巨大差异是导致接头失效的主要原因。2、扩散焊连接W/steel...

【文章来源】： 大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：56 页

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 ITER偏滤器简介
    1.2 中子辐照损伤及低中子活化
    1.3 钨与低活化钢的连接
        1.3.1 焊接难点
        1.3.2 钎焊技术在W/低活化钢连接中的应用
        1.3.3 扩散焊技术在W/低活化钢连接中的应用
        1.3.4 其它技术在W/低活化钢连接中的应用
        1.3.5 W/低活化钢焊接的中间层
    1.4 Ti、Fe元素在偏滤器部件连接中的应用
    1.5 本章小结
2 非晶型Ti-Fe基钎料研究
    2.1 前言
    2.2 实验目的及方案
    2.3 实验过程及原理
        2.3.1 钎料的制备
        2.3.2 钎料表征
        2.3.3 钎焊实验
        2.3.4 接头性能表征
    2.4 TiFe钎料成分设计及钎料测试结果
    2.5 钎焊实验结果及分析
    2.6 本章小结
3 基于Ti-Fe接触反应优化扩散焊的探索实验
    3.1 前言
    3.2 实验目的及实验方案
    3.3 实验过程及实验原理
        3.3.1 Ti-Fe接触反应过程DTA测试
        3.3.2 电镀实验
        3.3.3 焊接试验
        3.3.4 接头性能表征
    3.4 实验结果及分析
        3.4.1 方案Ⅰ
        3.4.2 方案Ⅱ
        3.4.3 方案Ⅲ
        3.4.4 方案Ⅳ
    3.5 本章小结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]混合堆第一壁中子辐照损伤模拟 [J]. 刘晓,马纪敏,郭海兵.  强激光与粒子束. 2015(01)
[2]低温镀铁 [J]. 董富岳.  电镀与环保. 2014(04)
[3]偏滤器中钨与异种材料的连接技术研究进展 [J]. 郭双全,冯云彪,燕青芝,黎健.  焊接技术. 2010(09)
[4]Tokamak第一壁上W/Cu材料的连接和界面应力的研究 [J]. 种法力,陈俊凌,李建刚.  稀有金属与硬质合金. 2005(04)
[5]国际热核聚变实验堆(ITER)计划 [J]. 赵君煜.  物理. 2004(04)

博士论文
[1]面向等离子体材料钨与热沉材料的连接技术[D]. 郭双全.西南交通大学 2011

硕士论文
[1]钨/钢钎焊残余应力分布的数值模拟及实验验证[D]. 刘昊阳.中南大学 2014



本文编号：3480002