本文選題：CLAM鋼　切入點：TIG　出處：《江蘇大學》2016年碩士論文

【摘要】：CLAM鋼是聚變堆候選材料之一,主要是因為其具備優(yōu)良的高溫力學性能及高溫蠕變性能。聚變堆結構復雜,焊接是聚變堆建造過程中必不可少工藝之一,能否解決CLAM鋼焊接問題是其能否運用于聚變堆的關鍵,因此研究CLAM鋼焊接性能具有重要意義。CLAM鋼作為第一壁候選材料,在工作過程中要與液態(tài)金屬冷卻劑接觸,液態(tài)LBE是聚變堆冷卻劑候選材料,因此研究CLAM鋼焊縫在液態(tài)LBE中的腐蝕行為也十分必要。通過制備不同W含量的焊絲做為填充材料對CLAM鋼進行焊接,焊絲成分在母材的基礎上改變焊絲中W的含量,其中W的含量分別為1.5%,3.0%,4.5%。采用不同W含量的焊絲對5mm厚CLAM鋼TIG焊時,在試驗設計成分范圍內,當W含量增加時,WC析出量增加。當加入的W為3.0%時,焊縫的板條組織最為細小,抗拉強度最大,平均抗拉強度達到671.6Mpa,焊接接頭拉伸斷口有少量韌窩,表現為整體脆性斷裂局部韌性斷裂。當W含量為4.5㳠時,焊縫的硬度最大。焊縫中存在M23C6型碳化物存在,M的主要元素為Cr、Fe、W、Mn。對比未焊后熱處理及焊后760℃/1h熱處理發(fā)現,未焊后熱處理的焊縫沖擊吸收功僅為10J,焊后熱處理的焊縫沖擊吸收功110J,焊后熱處理會大大增加焊縫的沖擊吸收功,顯著提高焊縫的沖擊韌性。采用不同的熱輸入對3mmCLAM鋼進行焊接,焊接熱輸入為1.32KJ·mm-1時,δ鐵素體的含量為1.6%,焊接熱輸入為2.31KJ·mm-1時,δ鐵素體的含量為3.5%,隨著焊接熱輸入的增加δ鐵素體的含量也隨之增加。V含量對CLAM鋼焊縫中δ鐵素體含量有顯著影響,隨著V含量的增加,焊縫中δ鐵素體含量會隨之增加。焊接熱輸入為2.31KJ·mm-1時,填充材料中V含量從0.20%增加至0.50%時,焊縫中δ鐵素體含量由3.5%增加至5.7%。δ鐵素體大都分布在原奧氏體晶粒的位置,降低CLAM鋼焊縫的沖擊韌性。為控制焊縫中δ鐵素體的含量,填充材料中V的含量不應過高,同時盡量采用小的焊接熱輸入進行焊接。本文對CLAM鋼焊接接頭進行550℃液態(tài)LBE合金500h和1000h腐蝕試驗發(fā)現,經過500h和1000h腐蝕后,失重分別為為0.532 mg·cm-2、0.7872 mg·cm-2;腐蝕速率分別為1.0638mg·m-2·h-1、0.7872 mg·m-2·h-1,平均腐蝕深度分別為0.64μm、1.0067μm,焊縫腐蝕速度隨時間下降。焊縫經過腐蝕后,焊縫表面形成雙氧化層。外氧化層為Fe3O4,該氧化層質地疏松,且存在較多的小孔,內氧化層為致密的FeCr2O4。氧化膜對基體具有一定的保護性且內氧化層對基體保護性能更好。
[Abstract]:CLAM steel is one of the candidate materials for fusion reactor, mainly because of its high temperature mechanical properties and high temperature creep properties. The fusion reactor complex structure, welding process is essential in the process of the construction of a fusion reactor, can solve the problem of CLAM steel welding is the key to whether the use of fusion reactor, so the study of CLAM steel welding performance is important the significance of.CLAM steel as the first wall material, should be in contact with the liquid metal coolant in the working process, the liquid coolant is LBE fusion reactor, so the study of corrosion behavior of CLAM steel weld in liquid LBE is also very necessary. The preparation of different W content through the wire as filler material for CLAM steel welding. Change the content of the wire wire composition based on W base material, in which the content of W were 1.5%, 3%, 4.5%. with different W content of 5mm thick CLAM steel wire TIG welding, the test The experimental design composition range, when the W content increases, the amount of WC precipitation increased. When the addition of W is 3%, the fine lath microstructure of weld, the maximum tensile strength, average tensile strength reaches 671.6Mpa, the welding joint tensile fracture with small dimple, the performance of the overall local brittle fracture toughness. When the content of W 4.5?, the hardness of the weld. The maximum M23C6 type carbide weld, the main element of M is Cr, Fe, W, found that /1h 760 degrees of heat treatment and welding Mn. compare after welding, weld seam impact without postweld heat treatment of the absorbed energy is only 10J, the impact of weld after welding the absorbed energy of 110J heat treatment, heat treatment after welding can greatly increase the impact toughness of the weld, significantly improve the impact toughness of the weld heat input. The different of 3mmCLAM steel welding, welding heat input is 1.32KJ - mm-1, delta ferrite content was 1.6%, the heat input was 2.31K J mm-1, delta ferrite content is 3.5%, with the increase of the welding heat input of delta ferrite content also increased the content of.V had significant effects on the CLAM steel weld ferrite content, with the increase of V content in the weld ferrite content increases with the welding heat. The input is 2.31KJ - mm-1, with V content in the material increased from 0.20% to 0.50%, the weld ferrite content increased from 3.5% to 5.7%. are mostly distributed in the ferrite austenite grain position, reduce the impact toughness of CLAM steel weld. For control of weld in the delta ferrite content, content in the filling material of V should not be too high, while minimizing the use of small welding heat input welding. The welded joints of CLAM steel for 550 DEG C liquid LBE alloy 500h and 1000h corrosion test showed that after 500h and 1000h after corrosion weightlessness were 0.532 Mg - cm-2,0.7872 Mg - cm-2; corrosion rate Rates were 1.0638mg - m-2 - h-1,0.7872 Mg - m-2 - H-1, the average corrosion depth was 0.64 m, 1.0067 m, the weld corrosion rate decreased with time. The weld after corrosion, weld surface forming a double oxide layer. The external oxidation layer is Fe3O4, the oxide layer of loose texture, and there are more holes FeCr2O4., the internal oxidation layer of dense oxide film to the substrate has a certain protective oxide layer on the substrate and better protection performance.

【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG457.11

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本文編號：1674271