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T91钢和simp钢表面AlO_(x)涂层在600℃静态液态铅铋共晶中的稳定性和腐蚀行为

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物理学报 2022年第15期71卷 212-222页

作者：廖庆李炳生葛芳芳张宏鹏申铁龙毛雪丽王任大盛彦斌常海龙王志光徐帅陈黎明何晓珣西南科技大学环境友好能源材料国家重点实验室绵阳621010 中国科学院宁波材料技术与工程研究所宁波315201 中国科学院近代物理研究所兰州730000 西南科技大学理学院绵阳621010 西南科技大学材料科学与工程学院绵阳621010

铁素体/马氏体钢,如T91钢和simp钢,被选为第4代铅冷快堆和加速器驱动系统(ADS)的主要候选结构材料.但容器钢与液态铅铋共晶(LBE)在高温下的相容性限制了它们的应用.铁素体/马氏体钢在600℃的LBE中腐蚀严重.为了保护铁素体/马氏体钢免受... 详细信息

铁素体/马氏体钢,如T91钢和simp钢,被选为第4代铅冷快堆和加速器驱动系统(ADS)的主要候选结构材料.但容器钢与液态铅铋共晶(LBE)在高温下的相容性限制了它们的应用.铁素体/马氏体钢在600℃的LBE中腐蚀严重.为了保护铁素体/马氏体钢免受高温LBE腐蚀,在钢表面制备AlO_(x)(x钢和simp钢表面制备了AlO_(x)涂层.对表面有涂层的T91钢和simp钢以及表面无涂层的T91钢和simp钢在600℃的饱和氧浓度的LBE中腐蚀300 h和700 h的结果进行比较.结果表明,涂层钢表面的氧化层比无涂层钢表面的氧化层薄,这表明AlO_(x)涂层可以有效防止铁、铬和氧元素的快速扩散.然而,在LBE中腐蚀700 h后,AlO_(x)涂层出现裂纹,表面有涂层的T91钢和simp钢均遭受到明显的氧化腐蚀,说明该涂层在600℃的LBE中可以在短时间内保护基体免受高温腐蚀.但是涂层在600℃的LBE中不能长时间保持稳定.这可能是由于此次实验条件制备的AlO_(x)涂层膜基结合力不强或制备的AlO_(x)涂层里面存在大量的金属铝和结构缺陷.AlO_(x)涂层在LBE中的高温稳定性有待进一步研究.

关键词： T91钢 simp钢涂层液态铅铋共晶氧化层热膨胀系数

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等温淬火对simp钢显微组织与蠕变性能的影响

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金属热处理 2018年第2期43卷 144-149页

作者：王海张磊严伟王威单以银杨柯东北大学材料科学与工程学院辽宁沈阳110819 中国科学院金属研究所辽宁沈阳110016 中国人民解放军驻沈阳飞机工业(集团)有限公司军事代表室辽宁沈阳110014

simp钢是先进核嬗变系统（ADS系统）散裂靶用关键结构材料。本文过等温淬火处理来降低simp钢组织中大角度界面的数量,以达到提高材料蠕变性能的目的。采用光学显微镜、X射线衍射（XRD）、电子背散射衍射（EBSD）、透射电镜（TEM）表征了... 详细信息

simp钢是先进核嬗变系统（ADS系统）散裂靶用关键结构材料。本文过等温淬火处理来降低simp钢组织中大角度界面的数量,以达到提高材料蠕变性能的目的。采用光学显微镜、X射线衍射（XRD）、电子背散射衍射（EBSD）、透射电镜（TEM）表征了simp钢在等温淬火＋回火与正火＋回火两种热处理工艺下的显微组织的差异。经等温淬火处理获得的组织为上贝氏体,经正火处理获得的组织为板条马氏体。两种组织回火后继承了各自原始组织的形貌特征,但回火贝氏体组织中的大角度界面数量低于回火马氏体组织。600℃的蠕变性能试验结果表明,通过等温淬火＋回火处理,simp钢的蠕变寿命较传统的正火＋回火处理提高了约3倍。

关键词：等温淬火 simp钢大角度界面蠕变

热处理对simp钢的显微组织和力学性能的影响

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金属热处理 2018年第5期43卷 83-89页

作者：王海严伟石全强王威单以银杨柯东北大学材料科学与工程学院辽宁沈阳110819 中国科学院金属研究所辽宁沈阳110016 中国科学院核用材料与安全评价重点实验室辽宁沈阳110014

simp钢是先进核嬗变系统（ADS系统）散裂靶用候选结构材料,优化热处理工艺可以提高其力学性能。本文研究了正火温度和回火温度对simp钢组织与力学性能的影响,结果表明：当正火温度从980℃提高至1050℃时,原奥氏体晶粒尺寸和板条束的宽... 详细信息

simp钢是先进核嬗变系统（ADS系统）散裂靶用候选结构材料,优化热处理工艺可以提高其力学性能。本文研究了正火温度和回火温度对simp钢组织与力学性能的影响,结果表明：当正火温度从980℃提高至1050℃时,原奥氏体晶粒尺寸和板条束的宽度增大,材料的冲击性能降低,但蠕变性能却大幅提高;当回火温度从760℃降至700℃时,马氏体板条的回复程度降低,析出相更加弥散,蠕变性大幅提升,但韧脆转变温却明显上升。

关键词： simp钢热处理蠕变韧脆转变温度

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simp钢的辐照空洞肿胀效应研究

SIMP钢的辐照空洞肿胀效应研究

作者：李靖中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所)

学位级别：硕士

未来先进核能系统中的结构材料服役期内将会面临强辐照、高温、应力、以及高He累积等极端工作条件的考验,导致材料发生辐照肿胀,辐照析出、辐照蠕变、辐照脆化等影响材料安全性和可靠性的问题,这对材料的性能提出了更高的要求。铁素体/... 详细信息

未来先进核能系统中的结构材料服役期内将会面临强辐照、高温、应力、以及高He累积等极端工作条件的考验,导致材料发生辐照肿胀,辐照析出、辐照蠕变、辐照脆化等影响材料安全性和可靠性的问题,这对材料的性能提出了更高的要求。铁素体/马氏体钢以其优异的抗辐照肿胀、蠕变性能和低热膨胀系数等优点而得到了国际上广泛的认可,被认为是最有潜力的未来先进核能系统候选结构材料。因此开展其抗辐照性能研究,尤其是抗辐照肿胀性能研究,对未来先进核能系统实现长期安全稳定运行具有重要的意义。本论文利用320kV综合实验平台、LEAF装置提供的He/Fe离子束在不同温度开展simp、T91、MA956以及Eurofer-ODS钢辐照实验,借助透射电子显微镜(TEM),光学金相显微镜(OM),纳米压痕技术(NIT)等多种测试分析手段,系统研究了四种材料的辐照肿胀行为。1.研究了Fe离子辐照(预注入100appm He和未预注入He)simp和T91钢空洞肿胀行为。结果表明,预注入He明显促进了肿胀的发生,其肿胀率随温度的变化关系为:S>S>S>S。当温度升高到为470℃,辐照诱导的高密度棒状析出物成为缺陷演化的主要方式,没有发现辐照空洞的生成。总的来说,simp钢的抗辐照肿胀性能优于T91钢。2.研究了He离子注入simp、EUROFER、MA956钢的辐照肿胀行为。结果表明:He离子辐照相比于自离子辐照,拓宽了辐照肿胀的温度范围,降低了辐照肿胀潜伏期,促进了辐照肿胀,且将辐照肿胀峰值温度移向了高温。在1×10ions/cmHe注入情况下,S>S。此外,600℃时simp钢内部出现了大尺寸的空洞和裂口,将He的注入剂量增加到2.5×10ions/cm,三种钢中均出现了大尺寸的空洞和裂口。3.研究了Fe离子辐照(预注入100appm He和未预注入He)simp和T91钢的硬化行为。结果表明,辐照后两种钢均出现了明显的辐照硬化行为,硬化值随温度的关系为:ΔH>ΔH>ΔH,且预注入He样品的硬化行为与未预注He样品的硬化行为保持一致性。

关键词： simp钢 Fe/He离子辐照辐照肿胀辐照硬化

焊接压力对simp钢TLP扩散焊接头组织性能的影响

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兵器材料科学与工程 2018年第5期41卷 82-86页

作者：苗鑫陈思杰丁光柱李报赵丕峰河南理工大学材料科学与工程学院河南焦作454000 中国电建集团河南工程有限公司河南郑州450000

为研究焊接压力对接头组织性能的影响,以BNi_2与FeNiCrSiB非晶合金箔为中间层材料、氩气保护,在不同压力条件下对simp马氏体耐热钢进行瞬时液相扩散焊接,焊接温度为1 240℃、保温时间为200 s。结果表明:随压力由4MPa增加到6 MPa,焊缝宽... 详细信息

为研究焊接压力对接头组织性能的影响,以BNi_2与FeNiCrSiB非晶合金箔为中间层材料、氩气保护,在不同压力条件下对simp马氏体耐热钢进行瞬时液相扩散焊接,焊接温度为1 240℃、保温时间为200 s。结果表明:随压力由4MPa增加到6 MPa,焊缝宽度变窄、接头晶粒细化、接头强度提高,接头最高抗拉强度约为783 MPa;但焊接过程中施加的压力过大会引起母材较大变形,从而影响焊接质量。

关键词： simp钢瞬时液相扩散焊接焊接压力组织性能

不同工艺参数下simp钢三温工艺瞬时液相扩散焊接头的组织与性能

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机械工程材料 2019年第8期43卷 12-17,50页

作者：郝丽丽陈思杰丁光柱李报李世会赵丕峰河南理工大学材料科学与工程学院焦作454000 中国电建集团河南工程有限公司郑州450000

采用BNi2和Fe78Si9B13非晶合金箔作为中间层,对simp钢管进行三温工艺瞬时液相(TLP)扩散焊接,研究了不同等温凝固工艺参数(温度1 230,1 240℃;时间180,240s;压力8,9MPa)下接头的显微组织和力学性能。结果表明:等温凝固温度的升高或时间... 详细信息

采用BNi2和Fe78Si9B13非晶合金箔作为中间层,对simp钢管进行三温工艺瞬时液相(TLP)扩散焊接,研究了不同等温凝固工艺参数(温度1 230,1 240℃;时间180,240s;压力8,9MPa)下接头的显微组织和力学性能。结果表明:等温凝固温度的升高或时间的延长均可以促进降熔元素的扩散,减少焊缝组织中脆硬相的生成,从而提高接头的抗拉强度、降低焊缝的显微硬度;较佳的等温凝固工艺参数为温度1 240℃、时间240s、压力9MPa,采用该参数焊接后接头组织为均匀马氏体,焊缝组织与两侧母材组织的差异很小,抗拉强度最高,为794MPa,拉伸断裂方式为韧性断裂。

关键词： simp钢瞬时液相(TLP)扩散焊接显微组织力学性能

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

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机械工程材料 2021年第8期45卷 77-80,86页

作者：刘毅辉李报陈思杰丁光柱李世会中国电建集团河南工程公司郑州450000 河南理工大学材料科学与工程学院焦作454000

在不同等温凝固工艺参数下对simp钢管进行瞬时液相扩散连接,并进行1060℃×4 min原位正火+(780±3)℃×120 min回火处理,对比研究了热处理前后接头的显微组织和力学性能。结果表明:接头热影响区组织由粗大马氏体和残余奥氏体组成,焊后... 详细信息

在不同等温凝固工艺参数下对simp钢管进行瞬时液相扩散连接,并进行1060℃×4 min原位正火+(780±3)℃×120 min回火处理,对比研究了热处理前后接头的显微组织和力学性能。结果表明:接头热影响区组织由粗大马氏体和残余奥氏体组成,焊后热处理后马氏体转变为细小均匀的回火马氏体;焊后热处理后焊缝界面由直线状变成曲线状,界面结合面积增加;焊后热处理后,接头的抗拉强度和显微硬度均略有降低,但抗拉强度仍在700 MPa以上,冲击吸收能量由不高于9.4 J提高到40 J以上,拉伸断裂形式由脆性断裂向韧性断裂转变,综合力学性能较好。

关键词： simp钢瞬时液相扩散连接焊后热处理显微组织力学性能

焊接温度对simp钢TLP连接接头组织与性能的影响

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热加工工艺 2019年第15期48卷 162-163页

作者：陈云峰陈思杰李报河南理工大学材料科学与工程学院河南焦作454000 中国电建集团河南工程有限公司河南郑州450000

在氩气保护下,以BNi2非晶合金箔作为中间层,对simp钢进行瞬时液相扩散连接,探究焊接温度对接头组织及性能的影响。结果表明,在焊接压力为8 MPa,焊接时间为3min时,最佳焊接温度为1240℃。

关键词： TLP simp钢温度

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simp钢在高温液态铅铋合金中的腐蚀行为

装备环境工程 2024年第2期21卷 119-128页

作者：高雄何斌余磊汪瑶刘晓红胡体刚蔡振兵西南交通大学摩擦学研究所成都610031

目的研究simp钢在不同溶解氧浓度的高温液态铅铋合金中长期浸泡后腐蚀产物的变化规律。方法在550℃静态液态铅铋合金(饱和氧状态和贫氧状态)中对simp钢进行500、1 000、2 000、3 500、5000h的腐蚀试验。通过观察腐蚀后试样的表面和截... 详细信息

目的研究simp钢在不同溶解氧浓度的高温液态铅铋合金中长期浸泡后腐蚀产物的变化规律。方法在550℃静态液态铅铋合金(饱和氧状态和贫氧状态)中对simp钢进行500、1 000、2 000、3 500、5000h的腐蚀试验。通过观察腐蚀后试样的表面和截面形貌,进行物化分析,对比不同时间下腐蚀层厚度以及腐蚀产物结构的变化,得出溶解氧浓度和浸泡时间的变化对腐蚀产物的影响规律。结果在贫氧环境中,simp钢的腐蚀类型主要为氧化腐蚀,氧化腐蚀产物具有双层结构,外层为Fe-Cr尖晶石氧化层,内层为富铬氧化物与基体的混合物层;在饱和氧环境,simp钢腐蚀产物则具有3层结构,外层为Fe_(3)O_(4)磁铁矿层,中层为Fe-Cr尖晶石氧化层,最内层为富铬氧化物与基体的混合物层。结论溶解氧浓度和浸泡时间的变化对腐蚀产物的结构和厚度产生了显著影响,simp钢在贫氧环境中呈现出优异的耐腐蚀性能。

关键词： simp钢液态铅铋腐蚀高温氧化层腐蚀产物