隨著社會(huì)的不斷發(fā)展,能源的需求也不斷增大,傳統(tǒng)的能源如煤,石油等,屬于不可再生資源,過渡開采和消耗會(huì)造成不可修復(fù)的損失。而且傳統(tǒng)能源的燃燒會(huì)排放大量污染氣體,對(duì)環(huán)境造成損害。因此,核能作為一種新型清潔能源,受到人們的重視。但是,核電安全也是威脅人類生命財(cái)產(chǎn)安全的一項(xiàng)隱患。在眾多核電事故中,應(yīng)力腐蝕開裂是核電結(jié)構(gòu)材料失效的主要形式之一。因此,本文研究了常用的核電結(jié)構(gòu)材料304不銹鋼焊接接頭組織以及它們?cè)诘湫秃穗姯h(huán)境中的應(yīng)力腐蝕開裂行為特征,為其機(jī)理研究和防護(hù)奠定了基礎(chǔ)。首先,通過對(duì)材料進(jìn)行化學(xué)成分、金相組織、物相、元素偏析、硬度、空氣拉伸性能、腐蝕性能分析,為后面材料應(yīng)力腐蝕行為的研究做了鋪墊。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,手工電弧焊焊接接頭和氬弧焊焊接接頭焊縫區(qū)的組織成分相似,但是尺寸和分布情況不同。兩種焊接接頭的δ鐵素體含量有差別。XRD和能譜結(jié)果顯示,焊縫區(qū)沒有生成有害相,元素也未發(fā)生偏移,不會(huì)影響應(yīng)力腐蝕行為。手工電弧焊焊接接頭的硬度高于氬弧焊焊接接頭,而空氣中的拉伸壽命低于氬弧焊焊接接頭。電化學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,氬弧焊焊接接頭的耐蝕性能最差,母材的最好,手工電弧焊焊接接頭居中。采用電化學(xué)噪聲和聲發(fā)射,研究了焊接接頭在4mol/L NaCl+0.01mol/L Na2S2O3(高濃度Cl-)和0.5mol/L NaCl+1.5mol/L H2SO4(高濃度H+)溶液中的應(yīng)力腐蝕行為。結(jié)果表明,由于兩種焊接接頭的組織相似,因此在溶液中的應(yīng)力腐蝕行為類似。而由于焊接接頭焊縫區(qū)的組織粗細(xì)程度及分布形式不同,因此發(fā)生應(yīng)力腐蝕的難易程度及腐蝕速率有差別。在高濃度Cl-溶液中的應(yīng)力腐蝕主要是拉伸初期的鈍化膜破裂與修復(fù),塑性變形之后點(diǎn)蝕萌生,隨著拉伸進(jìn)行,點(diǎn)蝕擴(kuò)展為裂紋,大量小裂紋相互連接直到斷裂。在高濃度H+溶液中的應(yīng)力腐蝕過程前期與高濃度Cl-溶液中類似,但是在拉伸后期,試樣的腐蝕由局部轉(zhuǎn)為均勻,發(fā)生全面的均勻腐蝕。電化學(xué)噪聲和聲發(fā)射信號(hào)可以很好地表征整個(gè)應(yīng)力腐蝕過程。小波分型維數(shù)和聲發(fā)射聚類結(jié)果在兩種應(yīng)力腐蝕過程中包含的腐蝕形態(tài)上具有一致性。通過掃描電子顯微鏡和金相顯微鏡觀察材料應(yīng)力腐蝕的開裂形式,結(jié)果表明焊接接頭在溶液中的開裂形式與組織有關(guān),先在試樣邊緣沿δ鐵素體枝晶發(fā)生沿晶開裂,然后轉(zhuǎn)變?yōu)榇┚ч_裂,最后發(fā)生韌性斷裂。金相照片與掃描照片能很好地對(duì)應(yīng),反映出開裂形式與組織的關(guān)系。
【學(xué)位單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：TM623;TG407;TG178
【部分圖文】：

核電事故現(xiàn)場(chǎng)照片

美國核電站蒸汽發(fā)生器600合金傳熱管失效模式與年度失效數(shù)量Fig.1-2Alloy600steamgeneratorheattransfertubeofUSnuclearpowerplant’sfailuremodeandthenumberofannualfailure

04不銹鋼鋼板尺寸示意圖

本文編號(hào)：2818767