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镍基合金焊缝高温失塑裂纹形成机制和调控研究进展陈俊梅陆皓陈静青崔巍（上海交通大学材料学院，上海200240）摘要：高温失塑裂纹简称DDC，是高温下存在于厚截面、多道焊的奥氏体不锈钢和镍基合金焊缝中的一种固态晶间裂纹。
它发生在低于固相线的一定温度区间内，尺寸较小，表面上可能看不出来，但是它往往会成为其他裂纹如疲劳、腐蚀疲劳等的起裂源，潜在危害很大。
本文通过对核电设备用690合金焊接材料发展过程的跟踪，介绍了适合于DDC敏感性研究的STF 试验方法，并从微观的角度阐述了DDC产生的机制和降低DDC敏感性的方法。
分析表明，提高抗DDC能力的主要途径是改变晶界形貌，在焊缝凝固结束阶段的树枝晶区域形成骨架分布的MC类碳化物，有效钉轧晶界，阻碍晶界的迁移，使晶界呈扭曲状。
凝固结束后在迁移晶界上析出的M23C6碳化物从微观上可以起到一定的钉轧晶界的作用和阻碍晶界滑移的作用，但对DDC抗力的提高有限。
关键词：高温失塑裂纹镍基合金微观机制0前言核电设备制造中广泛使用耐热性和耐蚀性强的Ni-Cr-Fe合金，刚开始选用600合金（含Cr15%）及其焊材182焊条和82焊丝，但是后来发现它们易受主回路水应力腐蚀开裂（PWSCC）的影响，因为应力腐蚀裂纹与晶界附近的贫Cr现象直接相关，后来发展了含Cr较高690合金（含Cr30%）和其焊材152和52。
尽管690和其焊材在大多数水反应堆环境中抗PWSCC能力强，但是这些合金在高拘束焊接件中易产生高温失塑裂纹（Ductility Dip Cracking，简称DDC）。
研究人员在对52和82焊材DDC敏感性研究的基础上，对52焊材进行了一系列的改造，从52M，52MS到52MSS[1,2]。
其中52M与52相比增加了提高抵抗DDC的能力的B、Nb和Zr，减少了易形成氧化物浮渣的Al和Ti的含量，其抗DDC能力稍有提高。
52MS只是在52M的基础上增加了一道焊丝表面清洁的工序，对DDC影响不大。
焊接工艺对接头热裂纹敏感性的研究引言：焊接是一种常见的金属连接方法，广泛应用于工业领域。
然而，焊接过程中可能会出现一些问题，其中之一就是接头热裂纹。
接头热裂纹是由于焊接过程中产生的残余应力和变形引起的，给焊接结构的强度和可靠性带来了威胁。
因此，研究焊接工艺对接头热裂纹敏感性的影响，对于提高焊接质量和性能具有重要意义。
1. 热裂纹的成因热裂纹是由于焊接过程中产生的残余应力和变形引起的，其形成机理复杂而多样。
一般来说，热裂纹的形成需要满足以下条件：高应力、低塑性、易于变形的区域存在，以及足够的时间供裂纹扩展。
焊接过程中，由于焊接区域的局部加热和冷却，会引起材料的收缩和变形，从而产生残余应力。
当残余应力超过材料的抗拉强度时，就会导致热裂纹的形成。
2. 影响接头热裂纹敏感性的因素焊接工艺中的一些参数和条件会对接头热裂纹的敏感性产生影响。
首先，焊接电流和电压的选择对于热裂纹敏感性具有重要作用。
过高的电流和电压会导致焊接区域的过热，增加残余应力的大小，从而增加热裂纹的风险。
其次，焊接速度也是一个重要的因素。
过快的焊接速度会导致焊接区域的温度梯度过大，增加热裂纹的形成可能性。
此外，焊接材料的选择和预热温度的控制也会对热裂纹敏感性产生影响。
3. 减少接头热裂纹的方法为了减少接头热裂纹的发生，可以采取一些措施。
首先，合理选择焊接工艺参数，控制焊接电流、电压和速度，以及预热温度，使其在合适的范围内。
其次，选择合适的焊接材料，尽量选择具有良好可塑性和韧性的材料，以降低热裂纹的敏感性。
此外，采用预热和后热处理等方法，可以有效减少焊接过程中产生的残余应力和变形，从而降低热裂纹的风险。
4. 焊接工艺对接头热裂纹敏感性的研究进展近年来，对焊接工艺对接头热裂纹敏感性的研究不断深入。
研究者通过实验和数值模拟等方法，探究了焊接工艺参数、材料性能、残余应力和变形等因素对热裂纹敏感性的影响。
研究结果表明，合理选择焊接工艺参数和材料，以及采用适当的热处理方法，可以有效降低接头热裂纹的发生率。
Ni-Cr-Fe系镍基合金的焊接特点分析摘要：本文简要介绍了镍基合金的特点、分类和其在AP1000核电中的应用。
以SB168 UNS N06690镍基合金为代表，分析了Ni-Cr-Fe合金的焊接性，从焊接工艺特点和焊接接头性能方面分析了其焊接特点，针对焊接难点，总结了各难点的解决措施。
并结合SB168 UNS N06690的焊接性和工艺试验，总结了几点关于今后现场施工中应注意的建议。
关键词：Ni-Cr-Fe系镍基合金；焊接性；焊接难点；解决措施0.前言随着科技的进步，不锈钢的应用越来越广泛，但在某些特殊的领域，一般不锈钢已经无法满足其特殊要求，故一些特种不锈钢便随之而出，镍基合金就是这种特殊钢种之一。
镍基合金在海洋领域、环保领域、能源领域、石油化工领域及食品领域应用都非常广泛，这些领域中，普通不锈钢304是无法胜任的，在这些特殊的领域中，特种不锈钢是不可缺少的，也是不可被替代的。
1.概述镍基合金是指在650～1000℃高温下有较高的强度与一定的抗氧化腐蚀能力等综合性能的一类合金。
按照性能要求，镍基合金可分为镍基耐蚀合金，镍基耐热合金，镍基耐磨合金，镍基精密合金，镍基形状记忆合金。
按照化学组成，镍基合金可分为哈氏（Hasteolly）合金，蒙乃尔（Monel）合金，英科耐尔（Inconel）合金，因瓦（Invar）合金，纳什（NAS）合金等。
其中哈氏（Hasteolly）合金，蒙乃尔（Monel）合金，部分英科耐尔（Inconel）合金为耐蚀合金，以其独特的物理、力学和耐蚀性能在化学、石油、冶金和核电等领域得到了广泛应用；特别是其耐蚀性，可以解决一般不锈钢和其他金属材料无法客服的腐蚀问题，在200~1090℃，镍基耐蚀合金对各种腐蚀介质，都有很好的耐蚀性。
在核电站蒸发器管板耐蚀层堆焊，堆芯支撑块[1]等关键部位得到了广泛的应用。
2.Ni-Cr-Fe系镍基合金在AP1000核电中的应用AP1000核电反应堆堆内构件安装工作主要包括上部堆内构件、下部堆内构件（包括辐照监督管）、压紧弹簧、控制棒导向筒组件、热电偶柱组件等。
C276镍基合金的焊接性工法编制：审核：批准：浙江省开元安装集团有限公司第三分公司二○○六年九月目录一前言二引用标准三适用范围四施工准备五C276镍基耐蚀合金的化学成分及焊接性分析六焊接工艺的确定及应用七焊接安全技术八经济效益分析九工法的应用情况及推广应用前景一前言C276合金也称为哈斯特洛依C276合金，为美国镍基合金牌号，与我国的NS334镍基合金相对应。
其具有独特的物理、力学和耐腐蚀性能，并且在200℃到1090℃范围内能耐各种腐蚀介质的侵蚀。
同时具有良好的高温和低温力学性能。
因此，在化学、石油、湿法冶金、航天、航空、海洋开发、原子能等许多领域得到广泛的应用。
解决一般不锈钢和其他金属、非金属材料无法解决的工程腐蚀问题。
对于此合金强耐蚀性的特点，我公司在工业设备、容器的制造中采用此合金，以确保工业设备、容器在各种浓度的酸碱媒介中正常的运行，和延长设备、容器的使用寿命。
目前镍基合金焊接性的讨论还不够深入，借此通过对C276焊接工艺的评定及其在我公司容器制造中实际应用的范例，来进一步对镍基合金的焊接性了解和掌握，从而为以后更深入的讨论做出铺垫。
因此，本工法的编写意在一个抛砖引玉的作用。
二引用标准1、JB4708-2000 《钢制压力容器焊接工艺评定》2、JB4730-2005 《压力容器无损检测》3、GB/T 228—1987 《金属拉伸实验方法》4、GB/T 232—1988 《金属弯曲实验方法》三适用范围本工法适用于C276镍基合金之间、C276与Q235-B直接的焊接。
并通过对C276镍基合金的焊接性分析，为其他镍基合金的焊接提供焊接经验。
四生产准备1 焊接设备准备1.1 购置适用于镍基耐蚀合金焊接的氩弧焊焊机。
1.2 制作专用于镍基耐蚀合金焊接的氩弧焊焊枪。
2 焊接人员培训2.1 选择氩弧焊技术较好的焊工进行针对性训练。
2.2 通过专业培训考试，取得该项目合格证。
3 制作前期准备3.1 熟悉制作图纸，了解压力容器制作的行业规范和国家标准。
2.25Cr1Mo0.25V钢焊接材料再热裂纹敏感性评估【摘要】本文对2.25Cr1Mo0.25V钢焊接材料的再热裂纹敏感性进行了评估研究。
在介绍了研究的背景和意义，为后续内容的展开提供了重要的前提。
在对2.25Cr1Mo0.25V钢焊接材料的特性进行了分析，探讨了再热裂纹的危害性，并介绍了再热裂纹敏感性评估方法。
通过对实验结果的分析和对影响再热裂纹敏感性的因素进行探讨，得出了相关结论。
最后在结论部分总结了再热裂纹敏感性评估的结论，并展望了未来的研究方向。
本研究对该钢焊接材料的再热裂纹敏感性提供了重要参考，为相关领域的工程实践提供了可靠的指导。
【关键词】2.25Cr1Mo0.25V钢, 焊接材料, 再热裂纹, 敏感性评估, 特性分析, 危害性分析, 实验结果分析, 影响因素, 结论, 研究展望1. 引言1.1 研究背景研究背景：2.25Cr1Mo0.25V钢是一种常用的高温高压锅炉和压力容器用钢，具有优秀的耐高温和高压性能，被广泛应用于石油化工、电力等领域。
在实际工程中，2.25Cr1Mo0.25V钢通常需要进行焊接连接，以满足不同部件的组装需求。
焊接过程中容易出现再热裂纹现象，对焊接接头的质量和性能造成严重影响，甚至影响整个设备的安全运行。
再热裂纹是在焊接接头再次受热时发生的裂纹，其主要原因是焊接过程中产生的残余应力和组织变化引起的应力集中。
再热裂纹的形成不仅降低了焊接接头的强度和韧性，还可能导致接头失效，造成严重的事故。
对于2.25Cr1Mo0.25V钢焊接材料再热裂纹敏感性进行评估和研究具有重要意义，可以指导焊接工艺的优化，提高焊接接头的质量和可靠性，确保设备的安全运行。
1.2 研究意义通过对2.25Cr1Mo0.25V钢焊接材料再热裂纹敏感性的评估，可以为焊接工程提供重要的参考依据，防止再热裂纹的发生，维护焊接工程的安全和可靠性。
研究对再热裂纹敏感性的评估也有助于推动焊接材料的改良和创新，为钢铁行业的发展提供技术支持和智力保障。
镍基合金金相标准评级随着科技和工业的发展，镍基合金在航空航天、能源、化工等领域得到广泛应用。
金相检测是评价镍基合金性能的重要手段之一。
本文将介绍镍基合金金相标准评级的主要内容。
首先，我们需要了解金相检测的目的和原理。
金相检测是通过对材料的微观组织进行观察和分析，评估其组织结构、相含量、晶粒尺寸、晶界和孪晶特征等。
通过金相检测，可以了解材料的组织形貌和性能分布，为合金制备、热处理和使用提供指导和依据。
对于镍基合金金相评级，通常采用的是标准金相图和金相评级体系。
标准金相图是通过大量实验和经验总结出来的一种典型组织结构图，用于描述不同合金成分对应的金相组织形貌。
而金相评级体系是根据标准金相图，结合工程需求和经验，将不同的金相特征进行分类评级，形成一套标准化的评级体系。
镍基合金金相评级主要包括晶粒尺寸、相含量、晶界和孪晶特征等方面。
晶粒尺寸是指材料中晶粒的平均大小，可以通过光学显微镜或电子显微镜观察得到。
相含量是指不同相的百分比，可以通过定量金相分析等方法得到。
晶界是指相界面和晶界，其质量和特征对材料的力学性能和耐腐蚀性能有较大影响。
孪晶特征是指晶粒内部的孪晶结构，其形貌和数量也与材料的性能密切相关。
针对不同的镍基合金材料和工程需求，金相评级体系会有所差异。
在评级过程中，我们需要根据实际需求选择合适的评级指标，并按照评级标准进行观察和分析。
观察样品的金相组织时，需要使用金相显微镜等设备，并根据评级标准进行分类、计数和记录。
例如，对于晶粒尺寸的评级，可以根据晶粒的大小进行分类划分，如粗晶、中晶和细晶等级。
对于相含量的评级，可以根据不同相的面积百分比进行分类评定。
晶界和孪晶特征的评级也可根据具体的标准进行评定。
除了金相评级，还有其他一些辅助手段可以用于评价镍基合金材料的性能。
例如硬度测试可以评价材料的硬度分布和力学性能。
化学成分分析可以检测材料的组分含量是否符合要求。
热处理和力学性能测试可以进一步评估材料在不同应力和工作条件下的性能表现。
镍基高温合金的力学性能评估镍基高温合金是一种重要的结构材料，广泛应用于航空、航天、能源和化工等领域。
由于在高温、高应力和恶劣环境中工作，对其力学性能的评估至关重要。
本文将介绍镍基高温合金的力学性能评估方法和标准。
一、金相分析法金相分析是一种常用的力学性能评估方法。
通过金相显微镜观察样品的显微组织，了解材料的晶体结构、相成分和相分布情况。
同时，可以测量晶粒大小、相间面积分数、晶界角等参数，进而评估材料的力学性能。
金相分析具有非破坏性、直观可靠等特点，被广泛应用于镍基高温合金的力学性能评估。
二、拉伸性能测试拉伸性能测试是评估镍基高温合金强度和延展性的重要方法。
按照标准规程，通过拉伸试样在规定速度下施加加载，测量试样断裂前后的长度变化和加载力，得到应力-应变曲线。
通过分析应力-应变曲线，可以得到材料的屈服强度、抗拉强度、伸长率等力学性能参数。
拉伸性能测试结果能够评估镍基高温合金在受力状态下的变形行为和机制。
三、硬度测试硬度测试是评估镍基高温合金硬度和抗硬化能力的常用方法。
采用硬度计对试样表面施加一定载荷，在规定压痕下测量压痕的直径或面积。
试样的硬度值可表示材料的抗变形能力。
硬度测试方法多样，如布氏硬度、维氏硬度和洛氏硬度等。
通过硬度测试，可以评估镍基高温合金的抗压性能和抗变形能力。
四、冲击韧性测试冲击韧性测试可以评估镍基高温合金在冲击载荷作用下的抗变形和抗断裂能力。
常见的冲击试验方法有冲击弯曲试验（Charpy试验）和冲击拉伸试验（Izod试验）。
试样在冲击载荷下破裂的能量是评估材料抗冲击韧性的重要参数。
冲击韧性测试结果可以指导材料设计和使用，提高镍基高温合金的耐热性能和可靠性。
五、疲劳性能测试疲劳性能测试是评估镍基高温合金在循环载荷作用下的抗疲劳能力的重要方法。
疲劳试验通常采用轴向拉伸、弯曲和轮胎等试样形式进行。
根据预定的载荷幅值和频率，通过施加循环载荷，测定试样的疲劳寿命和疲劳强度。
疲劳性能测试结果可评估镍基高温合金在长期使用和复杂工况下的可靠性和耐久性。
接管密封面镍基合金堆焊层开裂原因分析作者：石宁李晨来源：《科学与财富》2016年第12期摘要：某重型装备制造厂在接管密封面镍基合金堆焊后的UT探伤时发现堆焊层出现大面积开裂，为研究镍基堆焊层开裂现象的产生原因，对堆焊试板进行了化学成分分析、金相检验、扫描电镜分析，结果表明：在堆焊过程中，镍基堆焊层的晶界处产生Ni2Nb共晶薄膜及杂质元素堆积，在残余应力的作用下，该处形成结晶裂纹并扩展。
关键词：NiCrFe7堆焊层；结晶裂纹；Ni2Nb共晶；残余应力NiCrFe7镍基合金堆焊层在650～1000℃高温下具有较高的强度与一定的抗氧化腐蚀能力等综合性能，广泛应用核电、军工等领域，是适于高温、高压并伴有各种苛刻腐蚀环境的理想金属结构材料[1]。
某重型装备制造厂为了提高筒节产品的耐腐蚀性能，设计将其密封面由不锈钢堆焊层改为NiCrFe7镍基合金堆焊层，但在试板焊接试验后UT探伤时发现，35mm厚的镍基合金堆焊层出现大面积开裂。
为分析镍基堆焊层开裂现象的产生原因，笔者对其进行了理化检验及分析，并提出了改进建议。
1 理化检验1.1 化学成分分析用ARL4460型火花直读光谱仪对堆焊层熔敷金属进行了化学分析，结果如表1所示，化学成分符合EQNiCrFe7的技术要求。
表1EQNiCrFe7堆焊层熔敷金属的化学成分（质量分数）1.2 金相检验在堆焊层UT缺陷处处截取并制备金相试样，置于GX71光学显微镜下观察，堆焊层的金相组织为奥氏体+碳化物，试样的检测面发现多处沿晶裂纹，裂纹附近及两侧未发现异常组织，走向均与一次结晶方向一致，见图1。
图1试样裂纹的金相照片2（200×）1.3 扫描电镜分析利用EVO 18扫描电镜对金相试样表面形貌进行观察，裂纹总体上分两大类，第一类裂纹内部存在大量杂质，第二类裂纹两侧有大量的附着物，如图2所示。
对第一类裂纹内杂质利用INCA X-MAX型能谱仪进行成分分析，其中碳化物为NbC，颗粒状物质主要为Cr、Ni的氧化物。
《装备维修技术》2021年第15期化工设备中异种钢焊接接头焊接裂纹 形成原因分析及解决方法符 治（中核集团西安核设备有限公司，陕西 西安 710021）摘 要：本文对不锈钢复合板（基材）与不锈钢接管的焊接产生裂纹的原因进行了定性分析，提出了选择合适的焊接材料、改变坡口形式、调整焊接顺序和增加中间消除应力热处理这4项防止裂纹产生的措施。
关键词：化工设备；钢焊；原因分析1.前言压力容器的直径、选用材料的厚度都向大、厚的方向发展，为了减低设备制造成本，很多的高温、高压以及有腐蚀要求的设备采用了低合金钢/不锈钢的复合钢板。
设备主体为低合金钢/不锈钢复合钢时设备上的小直径接管内壁无法进行不锈钢层的堆焊，对于小接管部件通常为不锈钢材质锻件或管材。
在不锈钢接管与设备本体焊接过程中，当焊接应力累积达到或超过复合钢板的基层材料的抗拉强度值时会产生焊接裂纹。
图1为我公司制造的某台设备焊接后产生的裂纹被清除后的示意图。
本文从异种钢焊接的特性分析了裂纹产生了原因及解决办法。
图12.异种材料的焊接性2.1金属的冶金相容性 [1]金属材料焊接过程中的相容性指被焊母材在微观方面的差别，例如晶粒的类别、原子大小等方面的差别；这种差别与被焊金属材料在液态、固态不同的状态下的相容性和焊接过程中是否会产生金属间化合物有关。
2.2金属物理性能的差异奥氏体不锈钢的线膨胀系数、热导率都与低合金钢差异比较大。
物理性能的差异越大焊接时产生的应力和变形越大，在应力作用下可能产生裂纹；焊接过程中两侧金属熔化不一致造成焊接困难；奥氏体不锈钢无磁性，低合金钢有磁性，易出现焊接过程中电弧不稳定，影响焊缝成形及焊接过程中电弧偏向低合金钢侧，使得低合金钢的热影响区吸收的热量集中。
2.3 拘束度容器上接管以插入式结构的拘束度最大，接管中心线与设备中心线平行或有一定的角度拘束度其次；2.4 焊接过程中的冶金因素[2]由于奥氏体熔敷金属与铁素体在钢的化学成分上有较大差别，焊接后熔合区存在着C、Cr、Ni等元素较大的浓度梯度。
核电设备典型镍基合金焊接接头力学性能评定及焊缝金属热裂纹敏感性分析上海交通大学硕士学位论文核电设备典型镍基合金焊接接头力学性能评定及焊缝金属热裂纹敏感性分析姓名:张茂龙申请学位级别:硕士专业:材料加工工程指导教师:陆皓;牛明安20030301海交通夫学硕士论文核电设备典型镍基合金焊接接头力学性能评定及焊缝金属热裂纹敏感性分析摘要本文以秦.二期核电站反应堆压力容器接管一安全端异种金属镍基合金接头焊接为背景。
秦山二期核电站反应堆压力容器,是我国制造的首台级的反应堆压力容器,其中的镍基合金部件及合金系统,有关的镍基合金焊接材料均采用了合金系统材料应用于反应堆压力容器在国内是首次。
其接管一安全端异种金属镍基合金焊接,即带有不锈钢堆焊层的低合金钢和不锈钢之间的焊接,一直是反应堆压力容器焊接巾最大难点之一,主要问题依然是微裂纹和力学性能塑性下降。
本课题结合秦山二期核电站反应堆压力容器的制造,在产品接管一安全端异种金属接头实施焊接前,通过试验分析研究以明确焊缝金属中产生裂纹和塑性下降的原因和影响因素,以优化焊接一艺参数。
本文主要进行了如下几方面工作:讨论了镍基合金焊接的几个主要问题,即焊接热裂纹、焊缝巾气孔和焊缝金属塑性下降等,对热裂纹产生的机理、镍基合金热裂敏感性较强、易产生气币塑性下降的原因作了初步的讨论。
进行了焊缝金属性能试验,就所选用的焊接材料和确定的自动脉冲氩弧焊工艺进行堆焊、板对接和管子对接焊接对比试验,对焊缝金属的金力学试验结果进行分析讨论。
对出现的问题:焊缝中的微裂纹、气孔和焊缝金属塑性彳足就其产生的原因进行分析,探讨焊接材料化学成分和焊接工艺参数等条件对其的影响程度。
对合金焊接热裂纹敏感性进行了分析和评价。
进行了验证试验,完全模拟反应堆雎力容器接管一安全端异种金属接头的结构特征和焊接条件,制备和焊接试件。
在焊缝金属性能试验和分析的基础上,为降低热裂纹、气孔敏感性,减少焊缝金属塑性下降量,提山优化的焊接工艺参数和辅助工艺措施。
对焊接完成后的试件焊接接头、焊缝金属的理化和力学性能按反应堆压力容器技术条件的相应要求进行全面的评定。
通过试验和分析,本文对焊接材料化学成分、工艺参数和辅助工艺措施等因素对合金焊接性的影响程度作了初步的分析研究。
对反应堆压力容器接管一安全端接头镍基合金焊接提出了一套完整的优化工艺,有效地解决了焊接热裂纹、气孔和焊缝金属塑海交通人学硕二:论文性降低等问题,对反应堆压力容器的制造提供了技术保障。
关键词:镍基合金,焊接,力学性能,热裂纹海交通大学硕士论文.?? .. ?‘? .。
... ?..:?, ., ,,。
, . .海交通人学硕士论文... ..,,,,. . . ,.,,,.上海交通大学上海父逋大罕学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究:作所取得的成果。
除文中已经注明引用的内容外, 本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到奉声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者签名:夯浓矿日期:伽文年弓月日上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定, 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交沦文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
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保密函在弓年解密后适川木授权书。
本学位论文属丁不保密口。
请在以二疗框内打“√”丈签钇学位酗竹青指导教师签名辛德屹诮∞日期巾年月出湘每乍,日期:了月旷日海交通大学学位沦文答辩决议书所以’’利【再捌料棚瑗张茂龙与、论艾题瘕电馅安型锰瑾台主辑援礁爱力等饪自评足硬婢疆重届投裂更敞密悭萄、电爸娜日姘地却孵崩支逋大髻瓶饪弘主毡鲻委员会成员姓名学位职称签乞承援汪醚毒土向炙通太嘻可遗哞撇.上喝乏通气寻姚萄穗哪、每日髭局工向锯Ⅸ厂稻阪玄司多杉;照儆毛蛸殳遁久孳拗受力,薹评语丰¨次议:讫.殳从泰山二鞠∞Ⅳ姚礁医力涪强镌嚆/安玺瑞寻科生属饶甚莒盘气雉件下酌讽舷仟腰酸拟毋遭行碍癌力学程毹幺凸气足,升长刷倒?“城驾斛疗纠姐气象舛下瑶癯崩泌拍伍硬煽晌因熹。
记心研艽攻呆对偿’嬲啼徽痒为髫辩牢糨乏痛楚,缸呈知日日,舒铷狮刍铭也地仅删列‘】趣?∞‖疋表决结果:,,识迫,答辩委员会主席≈建峰。
签名,海交通人学硕二论文第一章绪论第一章绪论.研究背景和目的材料、能源和信息是现代科技发展的三大支柱,而能源是人类生存和发展的基础,是国民经济的攮础产业。
在新能源的丌发中,核能是比较现实的选择之?,核能将成为二一世纪主要的能源,人们已普遍认为,核能是一种安全、可靠、经济和清洁的能源,符合可持续发展的方向。
核电站是核能和平利用的主要途径,压水堆核电站是世界上技术相对最成熟的反应堆。
压水堆核电站的核岛中三人主设备:反应堆压力容器、蒸汽发生器和稳压器包含三大捌料系统,刘低台会高强钢,/锻件和铡板,超低碳奥氏体不/ 等锻锈钢///锻件和管材,以及镍基合余件和管材。
对这些材料接头或堆蜱层和隔离层的焊接/堆焊,同样包括上述三类合金系统的焊接材料,其中不锈钢再“吒合金铡之【、镍基合会与不锈钢或低合会铡之间异彳金属接头镍』点合金烀接足炎复杂、要求离、难度火的技术,某些焊接闷题到日也朱能很好解决。
任核电站的运仃过程,,这些焊接接头承受腐蚀、高温、高压、中子辐照和疲劳载衙的作用,在穴水和事故状态还承受冲击载荷和腐蚀应力的作川,’篮求绝对。
奠今稚:。
镍基龠金其有良好的高温性能、抗腐蚀晶间腐蚀、应力腐蚀等性能、抗高温蠕变性能、抗疲劳性能、抗中了辐照性能及介于低合会钢和不锈钢之间的热膨胀系数,被应用二不锈钢与低合金钢之刚过渡连接焊接材料、蒸汽发生器的形换热管、反应堆压力容器的管庸及中子测量管座等关键部位。
早期核电站主设备应用的镍基合盒主要为和合会系统,从二十世纪八纠℃初切始,【在。
Ⅱ塑核。
‘的在役检查中,发现上述合金系统的部件和焊缝存在不少的应力描蚀裂纹。
分析研究后认为和镍躲台;:材料本身的合金系统有荚,所以从此以后,新建的核电站主设备巾的镍基合金更改抗应力腐蚀性能优良的合盒系统,一二种利料的化学成分见表.。
早期焊接材料采用的足合盒系统焊接材料,二十世纪八十年代后期美国公司首先”发了出了使合于合金系统的核级专用焊接材料。
系统镍基合会,含碳量低,铬含量高,具有出色的抗各种水介质和高温气氛腐蚀的性能,在高温水环境中,表现出腐蚀率低和优良的抗应力腐蚀性能,这花是核电设备所期盼的;除此之外,还有强度高、冶会稳定性好和加工工艺性合适等特点。
实践表明,通过~定的’艺措施, 材料本身,以达到较好的焊接性,但是具有合会系统的焊利焊接时,仍然存在众所周知的问题:第一章绪论上海变通大学硕:论文表镍基合金化学成分首先焊缝中易产生裂纹和微裂纹热裂纹;其次大厚度异种金属接头镍基合金焊缝金属延伸率出现降,第三就是焊缝对气孔敏感性较大。
特别是焊缝中的微裂纹问题和焊缝金属延伸率下降问题,一直是困绕焊接方面的难题。
有关文献介绍中,合盒系统焊缝的抗热裂纹能力较好,其热裂纹敏感性要比材料低。
但是,如果焊缝成分控制不好,或者焊接二:艺未进行优化,裂纹发生的概率依然会很高,同时,焊缝会属力学性能特别是拉伸延伸率和断面收缩率的裕度较低。
秦山二期核电站反应堆压力容器中接头结构见图一镍基合金部件及有关图一】反席堆压力容器平¨接管一安全端接头结构简倒.一上海交通学硕论文第一帝绪论合命系统,其中接管一安全端异种金的镍基合会焊接材料均采川了属镍基合会焊接.即带有不锈钢堆焊层的低合盒钢和不锈钢之间的焊接,一直是反应堆压力容器焊接中最大难点之一,主要问题依然是微裂纹和力学性能下降。
在制造前期镍基合盒的焊接试验中,焊缝中也发现了少量的微裂纹及焊缝金属延伸率下降较多,本研究结合秦山二期核电站反应堆压力容器的制造,在产品接管一安全端异种金属接头实施焊接前,通过试验研究以明确焊缝金属中产生裂纹和塑性下降的原因和影响因素,列所采用的镍基合会焊接材料按产品接头的结构和技术条件对其理化和力学性能作出全面的评定,提出合理的焊接工艺方法、焊接规范参数和工艺措麓,应用于我国酋台国产反应堆压力容器接管安全端异种金属镍基合会接头的焊接,使接头性能满足技术条件的要求。
.综述..结晶裂纹镍基合盒焊接热裂纹主要有结晶裂纹、液化裂纹和高温失塑裂纹“‘。
焊缝?发现结晶裂纹和高温失塑裂纹,其最敏感的是结晶裂纹。
焊缝余属在结晶过程中,常情况下,总要经历液态??液固态??同液态??固态儿个阶段,在液固态液相占要部分时,液桐的流动能够补偿结晶收缩和任何应变,也即固相晶体之的间隙能及时被流动的液态金属所填充,这样就把应力限制到了很小的值,因而在浚阶段不会形成裂纹。
在固液态固相占主要部分时, 晶体可以交织长合成骨架,局部联生,形成封闭的液膜,使少量的液态余属主要是低熔点合金的自由流动受到限制,这时塑性形变的基本特点是晶体间的相互移动,晶体本身也可能发生一些变彤。
晶体问残存的液相不易自山流动,在拉伸应力作用下所产生的微小缝隙都无法充,技品问的液相的流动不再能够减少应变,塑性降低到最低,?占们儿乎小能提供机械力。
就可能扮演裂纹源的角色,稍有拉伸应力就有产生裂纹的”,能, 这个阶段叫做“脆性温度区”,即图上日之川的温度范围。
当会属全鼹凝豇后,它的变形能力又得到迅速提高,很难发生裂纹。
脆性温度唰△与合金状态图的“有效结晶温度区州△’”存在对应关系,如图。
在脆性温度区削材料的低塑性或脆化只是形成热裂纹的条件之一,如无拉伸应力引起发生并达到一定的应变量则不会产生裂纹。
因此,是否产生裂纹,除了与反映金属本身特性有关的冶会因素即胎性温度区削△与塑性变形能力。
有关外,还取决丁力学因素即会属在该区问内随温度下降的应变发展情况署。
当合盒在脆性温度区问内的应变咀直线的斜率增长时,则其达到的内应变量则不会产生裂纹;如为直线时,。
,必定产生裂纹;如按直线增长,则在黾时,。
?好是产生结晶裂纹的临界条件,称为临界应变增长率:与材料特性,。
订笑,它综合地反映了材料结品裂纹的敏感性。
因上海交通大学硕士论文第一帝绪论的镍基合金焊接材料均采用了合会系统,其中接管一安全端异种金属镍基合会焊接,即带有不锈钢堆焊层的低合余钢和不锈钢之间的焊接,一直是反应堆压力容器焊接中最大难点之一,主要问题依然是微裂纹和力学性能下降。
在制造前期镍基合金的焊接试验中,焊缝中也发现了少量的微裂纹及焊缝金属延伸率下降较多,本研究结合秦山二期核电站反应堆压力容器的制造,在产品接管一安全端焊缝金属中产生裂纹异种金属接头实施焊接前,通过试验研究以明确和塑性下降的原因和影响因素,对所采用的镍基合余焊接材料按产品接头的结构和技术条牛.其理化和力学性能作出全面的评定,提出合理的焊接工艺方法、焊接规范参数和工艺措麓,应用于我国首台国产反应堆压力容器接管一安全端异种金属镍基合会接头的焊接,使接头性能满足技术条件的要求。
