隨著核工業(yè)的高速發(fā)展,核材料在服役期間的安全性成為人們普遍關(guān)注的問題。316LN奧氏體不銹鋼(316LN austenitic stainless steel,316LN SS)因優(yōu)良的綜合性能被廣泛用于制造核反應(yīng)堆的結(jié)構(gòu)件,但在惡劣的服役環(huán)境中它仍會發(fā)生嚴(yán)重的失效,如應(yīng)力腐蝕、輻照腫脹、輻照促進(jìn)應(yīng)力腐蝕等。材料的輻照損傷與腐蝕失效一般始于材料的表面。316LN SS在服役過程中的腐蝕失效與輻照損傷主要與其表面形成的鈍化膜特性和輻照缺陷吸收“阱”密度相關(guān)。理論上來說,利用納米化技術(shù)在材料上由表及內(nèi)的制備一定厚度的梯度納米結(jié)構(gòu)層,優(yōu)化材料的表層組織結(jié)構(gòu),即可大幅度提高它的綜合服役性能。本文使用旋轉(zhuǎn)加速噴丸(rotating accelerated shot peening,RASP)方法實(shí)現(xiàn)316LN SS的表面納米化,研究噴丸過程中材料的組織結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能演變規(guī)律;分析材料的納米層厚度、晶粒尺寸、晶界特性、表面粗糙度等微觀組織變化對其抗輻照及耐腐蝕性能的影響機(jī)理;揭示納米晶晶界、孿晶界等與輻照缺陷、鈍化膜之間的作用關(guān)系。涉及的主要內(nèi)容和結(jié)論如下:(1)研究了 RASP處理對316LN不...

【文章頁數(shù)】：139 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 引言
2 緒論
    2.1 研究背景
    2.2 奧氏體不銹鋼在核電站中的主要應(yīng)用
        2.2.1 核電站主管道
        2.2.2 核級閥門
        2.2.3 堆內(nèi)構(gòu)件
    2.3 奧氏體不銹鋼的輻照損傷與腐蝕失效
        2.3.1 奧氏體不銹鋼的輻照損傷
        2.3.2 奧氏體不銹鋼的腐蝕失效
    2.4 材料的表面納米化
        2.4.1 納米化機(jī)理
        2.4.2 常用的納米化方法
        2.4.3 梯度納米結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢
    2.5 本研究的意義和內(nèi)容
        2.5.1 選題意義
        2.5.2 研究內(nèi)容
3 實(shí)驗(yàn)材料方法
    3.1 實(shí)驗(yàn)材料與樣品制備
    3.2 試驗(yàn)方法
        3.2.1 氦離子模擬中子輻照
        3.2.2 X射線衍射
        3.2.3 力學(xué)性能測試
        3.2.4 電化學(xué)測試
        3.2.5 X射線光電子能譜
        3.2.6 拉曼光譜
        3.2.7 微觀組織觀察分析
4 RASP對316LN SS組織及性能的影響
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法
    4.3 X射線衍射分析
    4.4 微觀組織觀察
        4.4.1 透射電鏡分析
        4.4.2 截面掃描電鏡觀察
    4.5 力學(xué)性能測試
    4.6 本章小結(jié)
5 RASP對316LN SS抗輻照性能的影響
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法
    5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        5.3.1 輻照劑量計(jì)算
        5.3.2 輻照層XRD分析
        5.3.3 硬度分析測試
        5.3.4 壓痕形貌分析
        5.3.5 輻照氦泡形貌觀察
    5.4 本章小結(jié)
6 RASP對316LN SS耐腐蝕性能的影響
    6.1 引言
    6.2 實(shí)驗(yàn)材料及方法
    6.3 電化學(xué)分析測試
        6.3.1 動電位極化曲線測試
        6.3.2 鈍化膜電化學(xué)阻抗測試
        6.3.3 鈍化膜中的缺陷密度分析
    6.4 鈍化膜成分結(jié)構(gòu)分析
        6.4.1 XPS分析
        6.4.2 微觀組織觀察
        6.4.3 鈍化膜形成過程
    6.5 本章小結(jié)
7 梯度納米結(jié)構(gòu)316LN SS電化學(xué)行為
    7.1 引言
    7.2 實(shí)驗(yàn)材料及方法
    7.3 逐層電化學(xué)測試
        7.3.1 EIS測試
        7.3.2 載流子密度計(jì)算
    7.4 鈍化膜及其襯底的顯微分析
        7.4.1 XPS測試
        7.4.2 襯底微觀組織觀察
        7.4.3 透射電鏡觀察
    7.5 本章小結(jié)
8 高溫高壓水環(huán)境下納米結(jié)構(gòu)對不銹鋼氧化膜的影響
    8.1 引言
    8.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法
    8.3 氧化膜形貌觀察
    8.4 拉曼光譜分析
    8.5 氧化膜電化學(xué)測試
        8.5.1 動電位極化曲線測試
        8.5.2 電化學(xué)阻抗測試
    8.6 本章小結(jié)
9 結(jié)論、創(chuàng)新點(diǎn)及展望
參考文獻(xiàn)
作者簡歷及在學(xué)研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3833086