不锈钢表面堆焊纯镍的微观组织及高温时效组织的研究

发布时间：2023-04-19 21:11

　　熔盐堆作为第四代反应堆最具前景的堆型,其候选结构材料镍基合金N10003虽然具有良好的高温力学性能、耐熔盐腐蚀性能以及抗辐照性能。但是使用N10003合金制造大型设备十分困难,同时其高温数据不齐全且价格昂贵。针对以上问题,本文采用钨极氩弧焊(GTAW)的方法在304不锈钢基体上堆焊ERNi-1焊丝,对焊接工艺参数、堆焊层焊态以及高温时效时的组织和力学性能进行研究,从而为熔盐堆的结构材料提供另一种思路。本文首先研究了堆焊电流和送丝速度对焊缝成形以及元素分布的影响,并得出了优化的堆焊工艺参数为焊接峰值电流200A-220A,送丝速度1.5m/min。在优化的工艺参数基础上,研究了焊态堆焊层的组织、元素偏析、物相组成,以及硬度和弯曲性能。结果表明堆焊层与母材之间具有很好的冶金结合。对堆焊层在700oC时效1h至2000h后的硬度进行测试,结果表明堆焊层第一层和第二层均发生不同程度的硬化而第三层硬度基本不变。系统全面地表征了堆焊层在700oC时效1h至2000h后晶界和晶内析出相。在时效过程中,堆焊层第一层的晶界上形成相邻分布的M₂₃C₆和TiC碳化...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 熔盐堆特点及其结构材料
        1.2.1 熔盐堆特点
        1.2.2 熔盐堆用N10003合金
    1.3 堆焊研究进展
        1.3.1 堆焊技术和方法
        1.3.2 堆焊组织及时效研究
        1.3.3 堆焊力学性能评估
    1.4 研究目的和研究内容
第2章 实验材料、设备及表征方法
    2.1 实验材料
    2.2 实验设备
    2.3 材料表征
        2.3.1 显微组织及相分析
        2.3.2 力学性能测试
第3章 堆焊工艺参数的研究
    3.1 前言
    3.2 堆焊工艺参数对焊缝成形的影响
    3.3 堆焊工艺参数对堆焊层元素分布的影响
    3.4 本章小结
第4章 堆焊层焊态组织与性能研究
    4.1 前言
    4.2 焊态堆焊层组织
        4.2.1 非对流混合区与热影响区的微观组织
        4.2.2 堆焊层微观组织
        4.2.3 堆焊层元素偏析与物相组成
    4.3 堆焊层力学性能研究
        4.3.1 显微硬度
        4.3.2 弯曲性能
    4.4 本章小结
第5章 堆焊层高温时效组织与力学性能的研究
    5.1 前言
    5.2 时效时间对堆焊层的力学组织的影响
    5.3 非对流混合区时效过程中微观组织演变
    5.4 堆焊层时效过程中微观组织演变
        5.4.1 堆焊层第一层时效过程中晶界析出相演变
        5.4.2 堆焊层第一层时效过程中晶内析出相演变
        5.4.3 堆焊层第二层时效过程中晶界析出相演变
        5.4.4 堆焊层第二层时效过程中枝晶间析出相演变
        5.4.5 堆焊层第三层时效过程中组织变化
    5.5 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 主要结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果



本文编号：3794217