【摘要】：第四代快堆技術(shù)是核能發(fā)展的前沿領(lǐng)域,作為保障反應(yīng)堆安全性的一個(gè)重要組成部分,其燃料包殼材料的選擇至關(guān)重要。鐵素體馬氏體鋼(FM鋼)以其優(yōu)秀的力學(xué)性能和抗中子輻照腫脹性能,成為了高性能快堆燃料包殼的重要候選材料之一。但傳統(tǒng)FM鋼的力學(xué)性能難以滿足第四代快堆溫度提升的需求,且其耐液態(tài)金屬腐蝕能力不足,因此,在傳統(tǒng)FM鋼的基礎(chǔ)上,圍繞提高其高溫蠕變性能以及與金屬溶液的相容性,開展高性能快堆燃料包殼用新型FM鋼的研究有很重要的實(shí)際意義。本文設(shè)計(jì)了Si含量分別為0.6%、0.9%、1.2%和1.5%的11.5CrMoWXSi新型鐵素體馬氏體鋼,研究了Si元素在650℃老化過程中對(duì)鐵素體馬氏體鋼第二相組織的影響。結(jié)果表明,Si含量影響組織中M_(23)C_6和Laves相的數(shù)量和分布,進(jìn)而影響材料力學(xué)性能。Si含量為0.6%時(shí),M_(23)C_6碳化物傾向于在晶粒內(nèi)彌散析出,對(duì)材料基體的強(qiáng)度有很好的提升,但隨著老化進(jìn)行M_(23)C_6互相吞并長大,逐漸失去彌散強(qiáng)化作用;當(dāng)Si含量達(dá)到1.5%時(shí),M_(23)C_6相傾向于在晶界處分布,隨著老化進(jìn)行其數(shù)量和分布保持相對(duì)穩(wěn)定;此外,Si元素會(huì)在M_(23)C_6相附近的微晶界處聚集,促進(jìn)Laves相的生成,Laves相吸收M_(23)C_6顆粒迅速長大,其數(shù)量、大小和體積分?jǐn)?shù)不斷增加,強(qiáng)化作用明顯。老化之前Si含量較低的材料硬度和抗拉強(qiáng)度更高,老化初期的50 h內(nèi),低Si含量FM鋼硬度和抗拉強(qiáng)度迅速降低;而Si含量為1.5%的FM鋼硬度保持穩(wěn)定,抗拉強(qiáng)度略有提升。隨著Si含量的增加,其斷裂方式由韌性斷裂逐步轉(zhuǎn)化為脆性斷裂。利用動(dòng)電位極化曲線和交流電阻抗譜研究了Si元素對(duì)11.5CrMoWXSi耐蝕性的影響,結(jié)果表明,老化前的FM鋼中,隨著Si含量的增加,鈍化電流密度越大,鈍化區(qū)域的寬度也越短,鈍化膜的作用也就越小,點(diǎn)蝕電位E_p的值越小,材料耐蝕性也越差。老化400 h后,Si含量為1.2%和1.5%的FM鋼耐蝕性反而有所回彈。Nyquist圖的結(jié)果顯示,隨著Si含量的增加,FM鋼的電阻值R_(ct)逐漸變小,其耐蝕性也在逐漸減弱,這一點(diǎn)和極化曲線表現(xiàn)出的數(shù)據(jù)保持一致。研究老化時(shí)間對(duì)FM鋼耐蝕性的影響發(fā)現(xiàn),隨著老化時(shí)間延長,FM鋼耐蝕性變差,老化400 h后出現(xiàn)了回彈,耐蝕性有所提升。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TG142.1;TL433

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本文編號(hào)：2675720