反應(yīng)堆壓力容器鋼（RPV鋼）力學(xué)性能的磁性無損檢測對RPV鋼中子輻照損傷的監(jiān)測具有重要意義。由于中子輻照源難以獲得,且輻照后的產(chǎn)物具有放射性,RPV鋼中子輻照損傷的相關(guān)研究常通過模擬處理來進行。本文對RPV鋼進行冷變形或700 ℃保溫并快速冷卻來產(chǎn)生基體缺陷,對富銅RPV鋼進行熱時效來產(chǎn)生富銅團簇,以模擬中子輻照下RPV鋼中的基體缺陷與富銅團簇。研究了模擬處理后材料力學(xué)性能和磁性能的變化情況,結(jié)合微觀組織的變化討論了兩種性能的相關(guān)性,以研究模擬處理下RPV鋼力學(xué)性能磁性無損檢測的可行性。研究發(fā)現(xiàn)調(diào)質(zhì)態(tài)富銅RPV鋼在370 ℃和440 ℃的時效末期都析出了富銅團簇。在兩個溫度的時效過程中,材料的維氏硬度與矯頑力都出現(xiàn)了時效峰,并且兩個時效溫度下矯頑力和維氏硬度在時效峰峰值處的變化幅度比較接近。另外還發(fā)現(xiàn)兩個時效溫度下,△HV、△Hc之間都存在著良好的正比例對應(yīng)關(guān)系,且370 ℃和440 ℃下△ HV-△Hc的擬合斜率比較接近。正火態(tài)富銅RPV鋼在440 ℃時效的過程中,材料中沒有檢測到可見的富銅團簇的析出,材料的力學(xué)性能和磁性能也沒有顯著變化。冷變形在RPV鋼中引入了位錯。隨著變形量的增... 

【文章頁數(shù)】：147 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 引言
2 文獻綜述
    2.1 核電簡介
    2.2 RPV的服役環(huán)境及性能要求
    2.3 RPV所用鋼種及熱處理
    2.4 RPV的中子輻照損傷效應(yīng)及其脆化評估
        2.4.1 快中子與材料的相互作用
        2.4.2 中子輻照對RPV鋼組織的影響
        2.4.3 中子輻照對RPV鋼力學(xué)性能的影響及輻照脆化的判別標(biāo)準
    2.5 RPV鋼中子輻照損傷的磁性能研究
        2.5.1 RPV鋼中子輻照損傷磁性無損檢測的原理
        2.5.2 鐵磁性材料的技術(shù)磁化理論簡介
        2.5.3 RPV鋼中子輻照損傷的模擬處理
        2.5.4 熱時效模擬處理產(chǎn)生富銅析出的磁性能研究
        2.5.5 冷變形模擬處理產(chǎn)生基體缺陷的磁性能研究
        2.5.6 預(yù)變形后熱時效模擬處理產(chǎn)生富銅析出的磁性能研究
        2.5.7 中子輻照下RPV鋼的磁性能研究
    2.6 選題思路與研究內(nèi)容
3 實驗方法
    3.1 實驗材料
    3.2 組織觀察
    3.3 維氏硬度測量
    3.4 室溫拉伸試驗
    3.5 室溫沖擊試驗
    3.6 直流磁性能測量
4 磁性測量方法的探索
    4.1 磁性測量方法的選擇
        4.1.1 交流磁場與直流磁場的選擇
        4.1.2 磁場的開路與閉路選擇
        4.1.3 磁場高場與中低場的選擇
    4.2 閉路直流測量所用外加磁場大小的確定
    4.3 數(shù)據(jù)的處理
        4.3.1 環(huán)狀樣品有效半徑的修正
        4.3.2 測量結(jié)果有效位數(shù)的確定
        4.3.3 粗大誤差的剔除
    4.4 本章小結(jié)
5 熱時效對調(diào)質(zhì)態(tài)富銅RPV鋼力學(xué)性能和磁性能的影響
    5.1 實驗方法
        5.1.1 材料的制備
        5.1.2 試樣的制備與時效熱處理
        5.1.3 時效過程中富銅團簇的檢測
    5.2 熱時效的調(diào)制態(tài)富銅RPV鋼的組織
        5.2.1 370℃熱時效的調(diào)質(zhì)態(tài)富銅RPV鋼的組織
        5.2.2 440℃熱時效的調(diào)質(zhì)態(tài)富銅RPV鋼的組織
        5.2.3 熱時效過程中富銅團簇的析出情況
    5.3 熱時效的調(diào)質(zhì)態(tài)富銅RPV鋼的力學(xué)性能
        5.3.1 370℃熱時效的調(diào)質(zhì)態(tài)富銅RPV鋼的力學(xué)性能
        5.3.2 440℃熱時效的調(diào)質(zhì)態(tài)富銅RPV鋼的力學(xué)性能
    5.4 熱時效的調(diào)質(zhì)態(tài)富銅RPV鋼的磁性能
        5.4.1 370℃熱時效的調(diào)質(zhì)態(tài)富銅RPV鋼的磁性能
        5.4.2 440℃熱時效的調(diào)質(zhì)態(tài)富銅RPV鋼的磁性能
    5.5 討論
    5.6 本章小結(jié)
6 熱時效對正火態(tài)富銅RPV鋼力學(xué)性能與磁性能的影響
    6.1 實驗方法
    6.2 440℃熱時效的正火態(tài)富銅RPV鋼的組織
    6.3 440℃熱時效的正火態(tài)富銅RPV鋼的力學(xué)性能
    6.4 440℃熱時效的正火態(tài)富銅RPV鋼的磁性能
    6.5 討論
    6.6 本章小結(jié)
7 冷變形對工業(yè)RPV鋼力學(xué)性能與磁性能的影響
    7.1 實驗方法
    7.2 不同變形量的RPV鋼的組織
        7.2.1 不同變形量的RPV鋼的金相組織
        7.2.2 不同變形量的RPV鋼的TEM組織
    7.3 不同變形量的RPV鋼的力學(xué)性能
    7.4 不同變形量的RPV鋼的磁性能
    7.5 討論
        7.5.1 冷變形導(dǎo)致剩余磁感應(yīng)強度降低的討論
        7.5.2 冷變形導(dǎo)致矯頑力兩段式變化情況的討論
        7.5.3 力學(xué)性能與磁性能相關(guān)性的討論
    7.6 本章小結(jié)
8 700℃保溫并快速冷卻對RPV鋼力學(xué)性能與磁性能的影響
    8.1 實驗方法
        8.1.1 材料的制備
        8.1.2 初始熱處理制度的探索
        8.1.3 材料的快速冷卻處理
    8.2 初始組、快速冷卻組和空冷對照組的組織
        8.2.1 初始組、快速冷卻組和空冷對照組的金相組織
        8.2.2 初始組、快速冷卻組和空冷對照組的TEM組織
    8.3 初始組、快速冷卻組和空冷對照組的力學(xué)性能
    8.4 初始組、快速冷卻組和空冷對照組的磁性能
    8.5 討論
        8.5.1 700℃保溫并快速冷卻后材料中波紋圖與位錯網(wǎng)的形成原因
        8.5.2 700℃保溫并快速冷卻后材料強化和脆化原因的討論
        8.5.3 700℃保溫并快速冷卻后材料力學(xué)性能和磁性能相關(guān)性的討論
    8.6 本章小結(jié)
9 總結(jié)與討論
    9.1 模擬處理效果的總結(jié)
    9.2 RPV鋼剩磁比變化情況的總結(jié)
    9.3 RPV鋼矯頑力變化情況的總結(jié)
    9.4 RPV鋼的矯頑力與維氏硬度、屈服強度對應(yīng)關(guān)系的總結(jié)
10 結(jié)論
參考文獻
作者簡歷及在學(xué)研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻】：
期刊論文
[1]PWR核壓力容器鋼輻照效應(yīng)綜述[J]. 楊文斗.  核安全. 2012(03)
[2]核電廠與常規(guī)火電廠的比較[J]. 雷達.  武漢大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2009(S1)
[3]余氏理論中晶格常數(shù)與溫度的關(guān)系[J]. 師瑞霞,楊瑞成,周春華,尹衍升,馬來鵬.  山東大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2004(05)
[4]核安全文化的發(fā)展與應(yīng)用[J]. 張力.  核動力工程. 1995(05)
[5]固體與分子經(jīng)驗電子理論[J]. 余瑞璜.  科學(xué)通報. 1978(04)

碩士論文
[1]反應(yīng)堆壓力容器輻照監(jiān)督的研究[D]. 肖冰山.上海交通大學(xué) 2008



本文編號：3667258