钒元素对316L/T91焊接接头力学性能及在液态LBE中腐蚀行为的影响

发布时间：2022-02-18 16:13

　　316L钢和T91钢是加速器驱动次临界系统（ADS）的理想结构材料,铅铋共晶合金（LBE）则是ADS系统中理想的冷却剂和散裂靶材料,316L/T91异种钢焊接接头因具有良好的高温性能和耐蚀性能而在第四代核电开发中有着广泛应用。异种钢接头在服役过程中要面对高温、高压、液态LBE腐蚀等环境,因此实现316L奥氏体钢和T91马氏体钢的优质焊接,探究提高其焊缝耐LBE腐蚀的有效方法,为316L和T91钢在未来核电开发领域的应用提供参考,具有重要的理论意义和实际应用价值。为了提高异种钢接头性能,本文采用自制的四种钒元素含量不同（0 wt.%、0.2wt.%、0.4 wt.%和0.6 wt.%）的焊丝作为填充材料,使用钨极氩弧焊（TIG）的方式对316L和T91进行焊接并对其焊缝进行400℃、饱和氧浓度的液态LBE腐蚀试验,通过分析和对比其焊接接头的微观组织与力学性能差异以及腐蚀后表面形貌与截面氧化层的生成状况,探究钒元素对316L/T91焊缝组织、性能以及耐LBE腐蚀能力的影响。对四组焊接接头试样进行金相观察和相关力学性能测试后发现,四种焊丝所得的焊缝组织都是由奥氏体加δ铁素体组成,随着焊丝中钒... 

【文章来源】：江苏大学江苏省

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 钒元素在金属中的作用
        1.2.1 钒元素在钢中的强化机理与应用
        1.2.2 钒元素对材料焊接性的影响
        1.2.3 钒元素对焊缝金属组织和性能影响的研究现状
    1.3 316L奥氏体钢和T91 马氏体钢的焊接特点
        1.3.1 316L奥氏体钢和T91 马氏体钢简介
        1.3.2 316L/T91 异种钢焊接的特点
        1.3.3 316L/T91 异种钢焊接的研究现状
    1.4 结构材料在液态铅铋中的腐蚀研究
        1.4.1 世界能源现状及核能的发展
        1.4.2 加速驱动次临界系统(ADS)
        1.4.3 铅铋共晶合晶(LBE)及其对结构材料的腐蚀
        1.4.4 结构材料在液态LBE中腐蚀的研究现状
    1.5 本文的研究意义及主要研究内容
        1.5.1 研究意义
        1.5.2 研究内容
第二章 试验材料、设备及方法
    2.1 引言
    2.2 试验材料
        2.2.1 试验用316L和 T91钢
        2.2.2 试验用铅铋合金
    2.3 试验过程
        2.3.1 焊丝制备过程
        2.3.2 焊接试验过程
        2.3.3 焊缝试样表征
        2.3.4 腐蚀试验过程
        2.3.5 腐蚀试样表征
第三章 钒元素对316L/T91 异种钢焊接接头显微组织及力学性能的影响
    3.1 引言
    3.2 不同钒含量的316L/T91 焊接接头的微观组织和力学性能
        3.2.1 焊缝金相组织分析
        3.2.2 拉伸性能
        3.2.3 冲击韧性
        3.2.4 显微硬度
    3.3 本章小结
第四章 钒对316L/T91 焊缝在静态LBE中腐蚀行为的影响
    4.1 引言
    4.2 200h静态腐蚀试验
        4.2.1 表面分析
        4.2.2 截面分析
    4.3 500h静态腐蚀试验
        4.3.1 表面分析
        4.3.2 截面分析
    4.4 1000h静态腐蚀试验
        4.4.1 表面分析
        4.4.2 截面分析
    4.5 焊缝在静态LBE中的腐蚀机理及钒元素对其腐蚀行为的影响
        4.5.1 静态腐蚀机理
        4.5.2 钒元素对焊缝腐蚀行为的影响
    4.6 本章小结
第五章 钒对316L/T91 焊缝在高速流LBE中腐蚀行为的影响
    5.1 引言
    5.2 200h高速流腐蚀试验
        5.2.1 表面分析
        5.2.2 截面分析
    5.3 500h高速流腐蚀试验
        5.3.1 表面分析
        5.3.2 截面分析
    5.4 1000h高速流腐蚀试验
        5.4.1 表面分析
        5.4.2 截面分析
    5.5 焊缝在高速流LBE中的腐蚀机理及钒元素对其腐蚀行为的影响
        5.5.1 高速流腐蚀机理
        5.5.2 钒元素对焊缝腐蚀行为的影响
    5.6 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
在学期间发表的学术论文及其他科研成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]促进中国核能可持续发展,共创世界核能发展美好未来[J]. 张建华.  中国核电. 2019(05)
[2]铅铋共晶合金的流动速度对CLAM钢腐蚀行为的影响[J]. 陈钢,雷玉成,鞠娜,朱强,王丹,李天庆.  材料导报. 2019(22)
[3]410不锈钢在550℃流动的铅铋共晶合金中的腐蚀行为[J]. 鞠娜,雷玉成,陈钢,朱强,李天庆,王丹.  材料导报. 2019(20)
[4]不同合金成分的T91/316L焊缝在550℃高流速液态铅铋共晶合金中的腐蚀行为[J]. 肖龙仁,雷玉成,朱强,李天庆,陈钢,罗梦,赵军,陈文彬.  材料导报. 2019(11)
[5]CLAM钢焊缝在550°C流动的铅铋合金中的腐蚀行为[J]. 雷玉成,陈钢,朱强,鞠娜.  焊接学报. 2019(04)
[6]焊丝成分对T91/316L异种钢焊接接头微观组织和力学性能的影响[J]. 肖龙仁,雷玉成,朱强,李天庆,陈钢,罗梦,赵军,陈文彬.  材料导报. 2018(20)
[7]浅析我国能源转型中的机遇与挑战[J]. 张晓.  科技风. 2018(23)
[8]压水堆一回路主管道316L不锈钢的电化学腐蚀行为[J]. 汪家梅,Farzin Arjmand,杜东海,陈凯,赖平,高文华,张浩,郭相龙,张乐福.  工程科学学报. 2017(09)
[9]316L钢焊接接头在液态铅铋合金中的空泡腐蚀研究[J]. 雷玉成,常红霞,郭晓凯.  焊接. 2017(02)
[10]中国低活化马氏体钢TIG焊焊缝耐液态Pb-Bi腐蚀性能分析[J]. 李天庆,顾俊,雷玉成,陆超,黄飞.  焊接学报. 2016(11)

博士论文
[1]面向ADS系统的T91钢组织与性能调控方法[D]. 史子木.中国科学技术大学 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]焊丝成分对T91/316L焊接接头力学性能的影响及其焊缝在液态LBE中的腐蚀行为[D]. 肖龙仁.江苏大学 2018
[2]316L不锈钢焊缝耐高速流液态铅铋腐蚀性的研究[D]. 罗梦.江苏大学 2018
[3]钛/铜异种金属冷金属过渡技术及接头腐蚀行为[D]. 冯振.兰州理工大学 2014
[4]核废料处理方法及管理策略研究[D]. 郝卿.华北电力大学 2013



本文编号：3631142