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《机械科学研究总院》 2006年
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690镍基合金焊带熔敷金属结晶裂纹敏感性研究

薄春雨  
【摘要】:690合金作为第四代压水堆用耐应力腐蚀材料,目前已逐步在国内外的核电站中得到应用。其中,用于管板耐蚀层的690合金焊带,目前国内尚无成熟产品,国产化问题亟待解决。在690合金焊带电渣堆焊过程中,结晶裂纹是发生最为普遍和影响最为严重的缺陷之一。为解决690合金焊带的结晶裂纹问题,本文采用横向可调拘束试验方法,对不同合金体系690合金焊带熔敷金属的结晶裂纹敏感性进行了比较;研究了关键合金元素Nb、Mn对690合金焊带熔敷金属结晶裂纹敏感性的影响;采用光学电镜金相试验、扫描电镜断口试验及透射电镜金相试验等分析方法,研究了熔敷金属的金相组织及裂纹断口,讨论了690合金焊带熔敷金属结晶裂纹的形成机理及Nb、Mn对该材料结晶裂纹的作用机制。 研究表明:在本研究范围内,AlTi体系690焊带的结晶裂纹敏感性高于MnNb体系690焊带。随着Nb含量的增加,柱状晶界及枝晶间富Nb低熔点第二相数量增加,结晶过程中焊缝金属的成分过冷度增大,奥氏体柱状晶粒粗化,结晶裂纹敏感性增大;随着Mn含量的增加,Nb、S、O对690合金结晶裂纹的不利作用得到抑制,低熔点共晶相的形成倾向降低,结晶裂纹敏感性减小。690合金焊接结晶裂纹的形成是基于“拉伸液膜”理论。结晶裂纹的形成与焊缝结晶过程中的偏析有着密切的联系。 在本研究中,首次将可调拘束方法应用于镍基合金焊带进行结晶裂纹敏感性研究。通过研究,优化了690合金焊带的化学成分,其综合性能达到国外同类先进产品水平,并符合工程应用技术条件的要求,为该类焊材今后的国产化提供了试验依据和理论支持。
【学位授予单位】:机械科学研究总院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TG457

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