焊后热处理对SIMP钢瞬时液相扩散连接接头组织与力学性能的影响
2021-09-01刘毅辉陈思杰丁光柱李世会
机械工程材料 2021年8期
关键词:焊缝
刘毅辉,李 报,陈思杰,丁光柱,李世会
(1.中国电建集团河南工程公司,郑州 450000;2.河南理工大学材料科学与工程学院,焦作 454000)
0 引 言
加速器驱动次临界系统(ADS)具有固有安全性,在嬗变核废料、增殖核燃料等领域具有良好的应用前景。目前,研发ADS装置面临的主要瓶颈问题之一是材料[1]。不同于现有的核能系统,ADS装置中材料的服役工况非常苛刻,现有的成熟材料不能满足要求,必须寻找或者研发新材料以适应其需求[2]。由中科院沈阳金属所与兰州近代物理所联合研制的SIMP马氏体耐热钢具有良好的导热性能与抗辐照性能、较低的热膨胀系数和优异的耐液态金属腐蚀性能,被认为是ADS装置首选结构材料[2-3]。该钢由于合金元素含量高,淬硬性较大,因此焊接难度大,易产生焊接冷裂纹[4];当采用传统的非熔化极惰性气体保护(TIG)和熔化极惰性气体保护(MIG)焊接时,由于热输入较大,在焊接热循环的作用下,焊缝及热影响区晶粒长大,因此焊接接头的硬度升高,冲击韧度下降,残余应力较大[5]。瞬时液相(TLP)扩散连接技术采用感应加热方式,具有加热温度低、温度场均匀、残余热应力较小等优点,并且所得焊缝的成分和组织与母材相近,接头力学性能较好,因此在先进材料焊接领域具有良好的应用前景[6-8]。SIMP钢在开放环境下TLP扩散连接时通常冷却速率较大,会形成马氏体组织,因此需要进行焊后热处理以改善接头的组织和性能。焊后热处理保温时间对新型高铬铁素体耐热钢焊接接头的焊缝组织形态、拉伸性能以及沉淀相的分布和尺寸等的影响较大。……
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