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热处理对CLAM钢熔焊接头组织在液态金属中腐蚀的影响

  
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热处理对CLAM钢熔焊接头组织在液态金属中腐蚀的影响

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目 录
第一章 绪 论 1
1.1能源与人类发展 1
1.2核聚变与核聚变材料 1
1.3各类钢液态金属腐蚀研究现状 3
1.3.1F82H液态锂铅腐蚀研究现状 3
1.3.2 JLF一1液态金属腐蚀研究现状 4
1.3.3 CLAM钢液态锂铅腐蚀研究现状 5
第二章 CLAM钢及其TIG焊接 8
2.1 CLAM钢的化学成分 8
2.2试验方法 9
2.3试验材料 9
2.4实验焊接过程 10
2.4.1 焊前准备 10
2.4.2焊接过程 10
3.1焊后热处理 12
3.2 热处理后组织在光学显微观测 13
3.3 焊后热处理总结结论如下 14
第四章 CLAM钢TIG焊件在480℃液态锂铅中的腐蚀行为 16
4.1腐蚀试验 16
4.2腐蚀试验分析 16
4.2.1腐蚀面成分分析 16
4.2.2腐蚀金相分析 17
4.3腐蚀机理及其模型分析 22
第五章 CLAM钢tig焊铅铋腐蚀 24
5.1 实验材料及方法 24
5.2腐蚀表面及截面分析 26
5.2.1 腐蚀表面分析 26
5.2.2 焊缝腐蚀截面分析 26
5.2.3 热影响区腐蚀截面分析 28
5.3 氧化层形成机理 30
5.4回火处理对耐蚀性的影响 31
结论 32
致谢 33
参考文献 34


摘要 CLAM钢是用于制造我国聚变反应堆第一壁和聚变反应堆包层的首选结构材料。CLAM钢的焊接技术关系到实验包层模块TBM能否最终成功制造是CLAM钢走向实际应用的关键技术之一。因此针对CLAM钢熔化焊行为及其接头在液态锂铅中腐蚀机理进行研究可以为CLAM钢在聚变示范堆中的实际应用为提高CLAM钢焊接结构在液态金属腐蚀条件下的性能提供理论基础和技术依据。
焊接技术和工艺是CLAM钢走向工程应用的关键技术之一。本文参考了国际上其他RAFM钢和普通马氏体钢的研究方法制定了实验研究方案。对5mm的CLAM钢板使用TIG焊接方法对进行了焊前预热和未进行焊前预热的两种试样进行了焊接和焊后热处理处理。利用金相显微镜和扫描电镜观察了CLAM钢焊接接头微观组织、碳化物分布;利用硬度试验和拉伸试验对焊接接头的硬度及力学性能进行了研究。
结合焊态下CLAM钢在液态金属中的腐蚀情况对易腐蚀区的形成及其对焊缝腐蚀量的影响规律进行了分析并建立了基本腐蚀结构模型。研究了中国低活化马氏体(CLAM)钢TIG焊接接头(焊缝和热影响区)在500oC静态饱和氧浓度液态铅铋共晶体(LBE)中的腐蚀行为。未热处理的焊接接头腐蚀时间为200h和400h,回火处理的焊接接头腐蚀时间为400h。研究发现,钢中有明显的元素的溶解,所有试样表面均形成了具有保护作用的双氧化层,外氧化层为疏松多孔的Fe3O4,内氧化层为致密的Fe-Cr尖晶石,没有发现Pb、Bi渗透进基体材料。回火处理可有效提高焊接接头的耐腐蚀性能,焊缝耐蚀性低于热影响区。


关键词:CLAM钢;TIG焊;焊接行为;焊后热处理;液态锂铅;腐蚀
  
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