含稀土氧化物的鐵素體/馬氏體鋼因具有優(yōu)異的高溫力學(xué)性能和抗輻照性能,而被視為未來裂變堆包殼管和聚變堆包層結(jié)構(gòu)的重要候選材料。目前氧化物彌散強(qiáng)化鋼的主要的制備方法為粉末冶金工藝:氧化釔粉末與鋼粉末經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間高能球磨機(jī)械合金化、混合粉體經(jīng)過熱等靜壓成型、再經(jīng)過熱擠壓等機(jī)械加工,獲得棒料或板材。為避免粉末冶金工藝的批量小、流程長(zhǎng)、穩(wěn)定性差等缺陷,國(guó)內(nèi)外正在積極探索稀土氧化物彌散強(qiáng)化鋼的可規(guī)模化低成本制備新工藝。本論文在前期開發(fā)的中國(guó)核能用鋼(China Nuclear Steel,CNS)基礎(chǔ)上,結(jié)合稀土鋼與氧化物冶金原理,采用熔煉鑄造工藝制備氧化物彌散強(qiáng)化鋼CNS-I-Y,對(duì)鋼的微觀組織、強(qiáng)度和韌性、高溫蠕變性能、抗輻照腫脹性能、焊接性能進(jìn)行了系統(tǒng)表征。論文主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:1.CNS-I-Y鋼的真空感應(yīng)熔煉制備和微觀組織表征研究。(1)采用“真空感應(yīng)熔煉+錠模預(yù)加氧載體”工藝制備了 2公斤鑄錠,SEM、TEM、EDS及SADP表明其基體中分布有Y2O3顆粒,顆粒尺寸介于0.2-1.1μm、體數(shù)密度約為3×1015 m-3。淬回火處理沒有改變Y2O3的尺寸大小和分布特點(diǎn)。該結(jié)果表明所...

【文章頁(yè)數(shù)】：165 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 引言
2 文獻(xiàn)綜述
    2.1 先進(jìn)核能系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)材料面臨的新挑戰(zhàn)
        2.1.1 核能發(fā)展歷程及未來規(guī)劃
        2.1.2 核結(jié)構(gòu)材料的服役要求及篩選
    2.2 粉末冶金工藝制備ODS鋼及組織性能
        2.2.1 ODS鋼的粉末冶金工藝制備流程
        2.2.2 ODS鋼的微觀組織特點(diǎn)
        2.2.3 ODS鋼的性能優(yōu)勢(shì)及機(jī)理
    2.3 ODS鋼焊接技術(shù)及焊接性能研究現(xiàn)狀
        2.3.1 熔化焊ODS鋼的研究現(xiàn)狀
        2.3.2 非熔化焊ODS鋼的研究現(xiàn)狀
    2.4 ODS鋼的制備新技術(shù)探索
        2.4.1 改進(jìn)型粉末冶金工藝路線
        2.4.2 液態(tài)金屬工藝路線
        2.4.3 基于PM和LM的混合工藝路線
    2.5 氧化物冶金技術(shù)的發(fā)展
    2.6 論文的主要研究?jī)?nèi)容
    2.7 擬解決的關(guān)鍵科學(xué)和技術(shù)問題
3 CNS-I-Y的熔煉鑄造工藝探索
    3.1 引言
    3.2 2公斤鑄錠制備
        3.2.1 化學(xué)成分設(shè)計(jì)
        3.2.2 工藝過程設(shè)計(jì)
    3.3 微觀組織分析
        3.3.1 鑄造態(tài)組織
        3.3.2 回火態(tài)組織
    3.4 力學(xué)性能測(cè)試
    3.5 稀土氧化物粒子的作用
    3.6 小結(jié)
4 釔含量對(duì)CNS-I-Y鋼微觀組織的影響
    4.1 引言
    4.2 50公斤鑄錠及軋板制備
        4.2.1 化學(xué)成分調(diào)整
        4.2.2 工藝過程優(yōu)化
    4.3 釔含量對(duì)組織均勻性的影響
    4.4 釔含量對(duì)相變溫度的影響
    4.5 釔含量對(duì)淬火組織的影響
    4.6 釔含量對(duì)回火組織的影響
    4.7 小結(jié)
5 CNS-I-Y中稀土氧化物粒子的表征分析
    5.1 引言
    5.2 稀土氧化物粒子的低倍表征分析
        5.2.1 SEM分析
        5.2.2 TEM分析
    5.3 稀土氧化物粒子的高倍表征分析
        5.3.1 CS-TEM分析
        5.3.2 3D-APT表征
    5.4 小結(jié)
6 CNS-I-Y的力學(xué)性能和強(qiáng)韌化機(jī)制
    6.1 引言
    6.2 力學(xué)測(cè)試方法
    6.3 力學(xué)性能結(jié)果分析
        6.3.1 沖擊性能
        6.3.2 拉伸性能
        6.3.3 蠕變性能
    6.4 CNS-I-Y鋼的強(qiáng)韌化機(jī)制
    6.5 小結(jié)
7 CNS-I-Y的抗重離子輻照性能
    7.1 引言
    7.2 重離子輻照條件
    7.3 重離子輻照結(jié)果
    7.4 小結(jié)
8 CNS-I-Y的激光焊接性能
    8.1 引言
    8.2 焊接母材制備及焊接過程
        8.2.1 焊接母材制備
        8.2.2 焊接過程及焊道形貌
    8.3 焊接接頭的微觀組織表征
    8.4 焊接接頭力學(xué)性能測(cè)試
        8.4.1 室溫拉伸性能
        8.4.2 高溫拉伸性能
        8.4.3 高溫蠕變性能
    8.5 焊接熱裂紋敏感性評(píng)估
        8.5.1 魚骨形驗(yàn)證試驗(yàn)
        8.5.2 拘束窗口形驗(yàn)證試驗(yàn)
    8.6 小結(jié)
9 主要結(jié)論及后續(xù)工作展望
10 論文特色與創(chuàng)新
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)歷及在學(xué)研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號(hào)：3807138