發(fā)布時間：2021-04-02 00:26

　　308L不銹鋼焊材具有良好的力學(xué)性能和耐腐蝕性能,被廣泛用于制備壓水堆（PWR）核電站壓力容器的內(nèi)壁堆焊層和接管安全端焊縫。然而,在環(huán)境溫度280～330℃下長期服役時,308L不銹鋼焊材易發(fā)生熱老化,使硬度增加而韌性降低,可能劣化焊材的耐腐蝕性能,影響到內(nèi)壁堆焊層和接管安全端的結(jié)構(gòu)完整性。此外,壓力容器內(nèi)壁308L堆焊層處于中子輻照環(huán)境中,在服役過程中會發(fā)生輻照損傷,進(jìn)而影響到堆焊層的腐蝕和應(yīng)力腐蝕開裂（SCC）行為。因此,闡明熱老化和輻照對焊材顯微組織結(jié)構(gòu)、腐蝕及SCC行為的影響,揭示308L焊材的熱老化和輻照損傷機(jī)制,在此基礎(chǔ)上研究焊材熱老化和輻照損傷的退火回復(fù)及機(jī)理,對相關(guān)焊接構(gòu)件的服役安全、壽命預(yù)測和延壽論證具有重要意義。首先,研究了核用308L不銹鋼焊材的熱老化。本工作在410℃下對308L焊材進(jìn)行了長達(dá)7000 h的加速熱老化處理,利用透射電子顯微鏡（TEM）和三維原子探針（APT）研究了熱老化對308L焊材顯微組織結(jié)構(gòu)的影響;對308L焊材進(jìn)行雙環(huán)電化學(xué)動電位再活化（DLEPR）測試,定量評價了焊材的熱老化程度;分別在溶氫（DH=2.3ppm）和溶氧（DO=200ppb... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：207 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１．典型壓水堆核電站及其核島主設(shè)備示意圖［５，６］??

ｕｒｉ等通過控制電位法陽極極化和失重測量實驗研宄，發(fā)現(xiàn)熱老化后的雙相??不銹鋼試樣點蝕速率增加，原因是在熱老化過程中，靠近金屬表面的鐵素體內(nèi)析??出的ｃｔ’相會在其周圍產(chǎn)生薄的貧Ｃｒ區(qū)，使得鈍化膜的生長不均勻，產(chǎn)生結(jié)構(gòu)缺??陷，進(jìn)而促進(jìn)點蝕的發(fā)生。關(guān)于熱老化對材料高溫高壓水環(huán)境腐蝕的影響，Ｃａｏ??等［７７］研宄了熱老化的３０８Ｌ奧氏體不銹鋼堆焊層在高溫水中的腐蝕行為，發(fā)現(xiàn)熱??老化對奧氏體的腐蝕無明顯影響，而對鐵素體的腐蝕有促進(jìn)作用，并認(rèn)為是由鐵??素體的調(diào)幅分解和Ｇ相析出所致，如圖１．１１所示。??１??Ｆｉｇ．１．１１．?Ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎａｌ?ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ?ｏｆ?ｏｘｉｄｅ?ｆｉｌｍ?ａｆｔｅｒ?１５００－ｈ?ｅｘｐｏｓｕｒｅ?ｆｏｎｎｅｄ?ｏｎ?ｕｎａｇｅｄ?（ａ）??ａｎｄ?ｔｈｅｒｍａｌｌｙ?ａｇｅｄ?３０８Ｌ?ｗｅｌｄ?ｍｅｔａｌ?ａｔ?４００?°Ｃ?ｆｏｒ?１０００?ｈ?（ｂ）［７７］??圖１．１１？未熱老化（ａ）和４００°Ｃ／１００００ｈ熱老化（ｂ）的３０８Ｌ焊材在高溫高壓水中腐蝕１５００ｈ后??的截面腐蝕形貌＾??目前熱老化對ＳＣＣ影響的研宄報道不多。Ｋｉｍ等「８］研宄了經(jīng)４００?°Ｃ／５０００?ｈ??熱老化處理的３１６Ｌ不銹鋼焊材試樣在模擬沸水堆運(yùn)行環(huán)境（２８８?°Ｃ，溶解氧??ＤＯ＝０．３?ｍｇ／Ｌ的高純水環(huán)境）的應(yīng)力腐蝕開裂行為，發(fā)現(xiàn)熱老化明顯促進(jìn)ＳＣＣ裂??紋擴(kuò)展。Ｌｉ等「９］對離心鑄造奧氏體不銹鋼進(jìn)行４００°Ｃ／２００００ｈ熱老化處理后，在??模擬壓水堆主回路水環(huán)境下進(jìn)行了慢應(yīng)變速率拉伸（ＳＳＲＴ）測試，發(fā)現(xiàn)熱老化降??低了鐵素體的塑性變形能力，使ＳＣＣ區(qū)域的鐵素體呈解理斷裂

ｕｍｂｅｒ?ｏｆ?ｄｉｓｐｌａｃｅｄ?ａｔｏｍｓ?ａｓ?ａ?ｆｉｉｎｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｐｒｉｍａｒｙ?ｋｎｏｃｋ－??ｏｎ?ａｔｏｍ?（ＰＫＡ）?ｅｎｅｒｇｙ，?（ｂ）?Ｒｏｏｔ－ｌｉｋｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ?ｃａｓｃａｄｅ?ｃａｕｓｅｄ?ｂｙ?ａ?５?ｋｅＶ?ＰＫＡ?ｉｎ??ｉｒｏｎ．?Ｏｕｔ－ｏｆ－ｐｌａｎｅ?ｄａｍａｇｅ?ｈａｓ?ｂｅｅｎ?ｐｒｏｊｅｃｔｅｄ?ｏｎｔｏ?ｔｈｅ?（００１）?ｐｌａｎｅ?ｓｈｏｗｎ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｆｉｇｕｒｅ?［８９］??圖１．１４?（ａ）利用Ｋｉｎｃｈｉｎ－Ｐｅａｓｅ模型計算所得離位原子個數(shù)隨ＰＫＡ原子能量的變化曲線，??（ｂ）?５?ｋｅＶ的ＰＫＡ原子在純鐵（００１）晶面上的級聯(lián)碰撞產(chǎn)生的樹根狀路徑??在級聯(lián)碰撞過程中，每級碰撞原子發(fā)生離位時，會在陣點位置形成一個空位，??最后靜止的碰撞原子本身成為間隙原子，空位和對應(yīng)的間隙原子合稱為Ｆｒｅｎｋｅｌ??缺陷對，均屬于點缺陷類別。點缺陷（空位和間隙原子）通過遷移和擴(kuò)散可能發(fā)??生以下三種變化（圖１．１５）?［８８］：?（１）相距較近的空位和間隙原子會發(fā)生復(fù)合和湮??滅；（２）被位錯、晶界、相界或自由表面等固定缺陷阱吸收而湮滅，可能造成界??面元素偏聚；（３）通過聚集、形核、長大，形成空洞和空位型／間隙型位錯環(huán)等結(jié)??構(gòu)缺陷，當(dāng)有惰性氣體存在時還可能形成氣泡。點缺陷、結(jié)構(gòu)缺陷或缺陷團(tuán)簇、??元素偏聚等均能對材料的力學(xué)性能和耐腐蝕性能造成很大影響。??Ｔｏｔａｌ?ｄｐａ??ｐａｎｉｃｌｅ?ｔｙｐｅ??ａｎｄ?ｅｎｅｒｇｙ?ｙ??ｌｏｓｓ?ｔｏ?ｆｒｅｃｌｖ?ｍｉｇｒａｔｉｎｇ??＿ａｅｅｍｅｎｔ?ｄｅｆｅ

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3114239