隨著原子能技術(shù)的目趨成熟,核電站及其他核設(shè)施的數(shù)量和規(guī)模日益擴(kuò)大。鑒于輻射屏蔽體系在反應(yīng)堆中的重要作用,屏蔽材料的研究與開發(fā)成了世界各國的熱點(diǎn)。這不僅僅表現(xiàn)為國家的大量投入,各國專家和學(xué)者也對(duì)這一課題產(chǎn)生了濃厚的興趣。而Ⅲ~(10)B優(yōu)異的核特性,使得研究者們?cè)陂_發(fā)新的屏蔽材料時(shí)從來就沒有把關(guān)注的目光從它身上移開。在這些含B的屏蔽材料中,含硼不銹鋼以其良好的機(jī)械性能、優(yōu)良的綜合屏蔽性能和抗輻射性能,成為了輻射屏蔽體系中結(jié)構(gòu)材料的首選。然而,如果輻射屏蔽用不銹鋼采用濃縮~(10)B,加之材料中還含有大量Cr、Ni等貴重金屬元素,價(jià)格高昂的高硼不銹鋼將無法得到廣泛應(yīng)用。本課題正是希望能為科學(xué)家們開發(fā)新的低成本含硼屏蔽用結(jié)構(gòu)材料(高硼鋼)提供一些科研資料。 本試驗(yàn)利用真空感應(yīng)爐熔煉高硼鋼,采用ICP法分析制備合金的化學(xué)成分,用OLYMPUS型金相顯微鏡及S3400N型電子掃描電鏡觀察高硼鋼試樣的鑄態(tài)及熱處理態(tài)顯微組織,并結(jié)合STA-300HV型掃描探針顯微鏡進(jìn)一步分析試樣微區(qū)成分的變化。 試驗(yàn)結(jié)果表明,采用一次性加入爐料,而非傳統(tǒng)的分批加料的工藝,制備出的含硼量為1.0wt%左右的高硼低合金鋼,其硼的收得率穩(wěn)定在較高的水平。加入少量Zr的高硼鋼中,在靠近晶界處析出的網(wǎng)狀硼化物的基體中,有富Zr相彌散析出,該物相相當(dāng)穩(wěn)定,高溫?zé)崽幚硪膊荒芨淖兤湫螒B(tài),但退火處理,特別是均化處理后,部分富Zr相有遠(yuǎn)離網(wǎng)狀硼化物而向基體內(nèi)移動(dòng)的趨勢(shì)。而含有Cr、Ni、Ti及微量Zr的高硼鋼中,會(huì)在基體中出現(xiàn)兩種富Ti相,且1050℃淬火后,組織中還會(huì)出現(xiàn)另一種含Cr相,分析認(rèn)為這種新物相的析出與冷卻速度及淬火前預(yù)熱處理有關(guān);Ni在淬火過程中會(huì)部分進(jìn)入網(wǎng)狀硼化物。高溫淬火、退火或復(fù)合熱處理都能使網(wǎng)狀硼化物向斷網(wǎng)狀發(fā)展,但效果并不明顯。
【學(xué)位單位】：西華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2009
【中圖分類】：TG142.11
【部分圖文】：

不同位向的鐵素體對(duì)光的不同反射引起的，它們呈不規(guī)則塊狀分布。而珠光體呈黑色。共晶硼化物在整個(gè)空間上是以萊氏體形態(tài)在晶間網(wǎng)狀分布的，且網(wǎng)狀連續(xù)性好，但仔細(xì)觀察，卻分為魚骨狀和板塊狀，這在圖3一4中可以更為清晰地看出。不過硼化物的分布并不均勻，而是有局部團(tuán)簇現(xiàn)象。共晶硼化物的形態(tài)與其共晶特性是分不開的，然而硼化物的這種共晶反應(yīng)屬于非小平面一小平面長(zhǎng)大方式，其具體生長(zhǎng)過程和特點(diǎn)目前尚不清楚【’“]。硼化物一般與鐵素體毗鄰，而很少與珠光體一起出現(xiàn)，這是因?yàn)榕鸹镄纬蛇^程中要消耗大量的合金元素，加之合金元素在凝固過程中出現(xiàn)偏析，導(dǎo)致合金凝固過程中緊鄰硼化物區(qū)域的合金元素含量下降，因此，鑄造Fe一B一C合金的高溫凝固組織在隨后的鑄造冷卻過程中部分轉(zhuǎn)變成了鐵素體組織。Fig.3一 4TheSEMdiagramofthe2141alloy圖3一 42141合金的電鏡掃描譜圖當(dāng)合金中加入Zr后

__二_.___…_西竺些鯉生全燮絲乙一一一一一一一二者都能很大程度提高鋼的淬透性，加之固溶于基體中的微量B也強(qiáng)烈增加鋼的淬透性，使鋼的淬透性得到明顯提高，所以，圖3一le中E處不同于珠光體和鐵素體的粒狀物相應(yīng)該是馬氏體組織，它是初生奧氏體和共晶奧氏體在隨后的鑄造冷卻過程中形成的。文獻(xiàn)「19〕和文獻(xiàn)「92〕研究的Fe一B一C合金中都出現(xiàn)了馬氏體，因此，在2161合金中出現(xiàn)馬氏體是可以解釋的。而網(wǎng)狀硼化物在形態(tài)上看不出變化，Cr、Ni對(duì)網(wǎng)狀硼化物的成分是否有影響，將在下文加以論述。 3.2.3Cr、Ni、Ti對(duì)高硼鋼鑄態(tài)組織的綜合影響圖3一If為2162合金的鑄態(tài)組織，與2161合金相比，2162合金只是多了0.15wt%的Ti(見表3一1)，然而從顯微組織上看，2162組織中的珠光體比2161更多

所以淬火熱處理采用在鹽浴中加熱保溫的方法。根據(jù)文獻(xiàn)【100]，本試驗(yàn)采用鹽浴的組分為 w(BaC12)95%一 w(Nacl)5%。淬火后，試樣表面附著物容易脫離，淬火效果好。試樣淬火后的組織見圖4一4。Fig4一 4ThesamPles’ mierostruetureafterqueneheda一 2141，b一Al一141，e一Bl一141，d一{1一141圖4一141合金試樣淬火后的組織a一 2141，b一八1一141，e一Bl一141，d一毛1一141

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 劉靖;解國良;張可;韓靜濤;;擴(kuò)散退火對(duì)熱軋高硼不銹鋼復(fù)合板界面組織的影響[J];材料熱處理學(xué)報(bào);2013年04期

本文編號(hào)：2812847