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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)(xt91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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样品尺寸变化对t91钢蠕变力学行为的影响

原子能科学技术 2023年第2期57卷 334-344页

作者：郑全钟巍华王成龙白冰宁广胜杨文中国原子能科学研究院反应堆工程技术研究所北京102413

t91钢是第4代反应堆的候选结构材料之一,中子辐照后的高温蠕变性能是评价其服役性能的关键指标。为充分利用辐照空间、减小辐照参数梯度和降低样品放射性,针对力学性能的研究需要使用小尺寸样品,但小样品试验数据可能与标准样品不同,导... 详细信息

t91钢是第4代反应堆的候选结构材料之一,中子辐照后的高温蠕变性能是评价其服役性能的关键指标。为充分利用辐照空间、减小辐照参数梯度和降低样品放射性,针对力学性能的研究需要使用小尺寸样品,但小样品试验数据可能与标准样品不同,导致无法准确评价材料性能。为研究样品尺寸变化对t91钢蠕变力学行为的影响,本文对t91钢小片状试样和标准棒状试样在温度675~725℃、蠕变应力80~120 MPa下的蠕变行为和断裂机理进行了对比研究。结果表明,不同尺寸样品均发生了减速蠕变、稳态蠕变和加速蠕变3个变形阶段,且断裂时间均随蠕变温度和应力的增大而减小,但小片状试样的蠕变断裂时间更长、稳态蠕变速率更小;所有试样均发生了微孔聚集型韧性断裂,但小片状试样断口的韧窝尺寸相对更小且受到剪切应力;试样尺寸变化不影响t91钢蠕变变形机制,造成差异的原因是试样应力状态差异;蠕变过程中不同的微观结构演化是蠕变试样尺寸效应随蠕变温度、应力变化规律复杂的重要原因。

关键词： t91钢蠕变标准棒状试样小片状试样稳态蠕变速率

时效时间对t91钢显微组织和力学性能的影响

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金属热处理 2023年第1期48卷 145-149页

作者：张仁珊张鹏宗晓辉康学勤国能浙江宁海发电有限公司浙江宁波315612 中国矿业大学材料与物理学院江苏徐州221008

采用光学显微镜、扫描电镜、室温拉伸和硬度试验等研究了t91钢管在680℃时效不同时间(0、240、480、720、1200、1680和2160 h)后的显微组织和力学性能。结果表明,t91钢管在680℃时效前后的显微组织均为回火马氏体,随着时效时间的增加,... 详细信息

采用光学显微镜、扫描电镜、室温拉伸和硬度试验等研究了t91钢管在680℃时效不同时间(0、240、480、720、1200、1680和2160 h)后的显微组织和力学性能。结果表明,t91钢管在680℃时效前后的显微组织均为回火马氏体,随着时效时间的增加,显微组织的晶界越来越明显,晶粒逐渐变粗。随着时效时间的增加,t91钢的硬度缓慢降低,强度(下屈服和抗拉强度)出现先降低、再升高、后又降低、最后呈缓慢降低趋势,塑性(伸长率)出现先增加、后降低、最后缓慢降低的过程,拉伸断口由微孔聚集型断裂转变为准解理断裂。

关键词： t91钢时效拉伸性能微观组织

t91钢组织退化行为及对高温持久强度的影响

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中国电机工程学报 2012年第29期32卷 137-142,I0020页

作者：王学张珣占良飞任遥遥武汉大学动力与机械学院湖北省武汉市430072 安徽电力科学研究院安徽省合肥市230022

通过原始t91管的高温时效试验和t91过热器爆管段的取样,分析t91钢在长期服役中的组织演变,包括亚结构、沉淀相等,研究组织退化对高温持久强度和硬度的影响。结果表明,t91钢在高温服役过程中的主要组织变化有:板条马氏体结构发生回复和... 详细信息

通过原始t91管的高温时效试验和t91过热器爆管段的取样,分析t91钢在长期服役中的组织演变,包括亚结构、沉淀相等,研究组织退化对高温持久强度和硬度的影响。结果表明,t91钢在高温服役过程中的主要组织变化有:板条马氏体结构发生回复和再结晶,退化为等轴铁素体晶粒,位错密度降低,M23C6型碳化物粗化,Z相在老化末期析出;在等效600℃、0~10万h时效条件下,t91钢的显微组织和高温持久强度非常稳定。Z相析出以前就发生的M23C6粗化及板条亚结构退化为等轴晶是t91钢服役中持久强度降低和爆管的主要因素。t91显微组织退化导致持久强度和硬度的降低。

关键词： t91钢组织退化沉淀相硬度高温持久强度

t91钢热浸镀铝及其在水蒸汽中的循环氧化行为

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中南大学学报（自然科学版） 2009年第4期40卷 956-962页

作者：张都清刘光明赵国群管延锦山东大学材料液态结构及其遗传性教育部重点实验室山东济南250061 山东电力研究院山东济南250002 南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室江西南昌330034

研究SA213t91钢热浸镀铝后并退火后样品在90%Ar+10%H2O气氛中于600,650和700℃下的循环氧化行为。研究结果表明:t91钢热浸镀铝并退火后样品在表面形成Fe2Al5金属间化合物层,该层中有贯穿Fe2Al5层的裂纹;Fe2Al5层下为扩散层;镀层表现良... 详细信息

研究SA213t91钢热浸镀铝后并退火后样品在90%Ar+10%H2O气氛中于600,650和700℃下的循环氧化行为。研究结果表明:t91钢热浸镀铝并退火后样品在表面形成Fe2Al5金属间化合物层,该层中有贯穿Fe2Al5层的裂纹;Fe2Al5层下为扩散层;镀层表现良好的抗氧化性能;在600℃氧化速率缓慢,样品表面仅生成极薄的Al2O3膜,其生长方式主要由Al向外扩散为主,而在650℃和700℃时氧化质量增量增大;在循环氧化过程中,由于基体和镀层的热膨胀系数不匹配,镀层在降温和升温过程中将受到循环应力作用,镀层中裂纹增加,并导致镀层剥落。

关键词： t91钢热浸镀铝水蒸汽循环氧化

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t91钢tIG+MIG焊接接头性能及组织

焊接学报 2005年第12期26卷 59-61,88页

作者：常铁军龚正春李子峰王长柏哈尔滨工程大学机电学院哈尔滨150001 哈尔滨锅炉厂有限责任公司哈尔滨150046

对采用tIG+MIG焊的t91钢焊接接头进行了力学性能、持久强度和高温时效试验,并对t91钢tIG+MIG焊接接头的显微组织及断口的断裂特征进行了观察和分析。结果表明,t91钢tIG+MIG焊接接头的韧脆转变温度(FAtt)为-13℃,625℃17958h高温持久试验... 详细信息

对采用tIG+MIG焊的t91钢焊接接头进行了力学性能、持久强度和高温时效试验,并对t91钢tIG+MIG焊接接头的显微组织及断口的断裂特征进行了观察和分析。结果表明,t91钢tIG+MIG焊接接头的韧脆转变温度(FAtt)为-13℃,625℃17958h高温持久试验为70MPa,外推105h高温持久强度为46.48MPa。焊接接头的高温性能取决于其组织的变化,以MC为主的合金碳化物对持久强度起了重要作用。

关键词： t91钢韧脆转变温度显微组织持久强度

t91钢在氧浓度为0.01ppm静态铅铋合金中的界面腐蚀特征

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原子能科学技术 2017年第1期51卷 158-164页

作者：田书建姜志忠张敏丁文艺吴斌黄群英高胜中国科学技术大学安徽合肥230026 中国科学院核能安全技术研究所中子输运理论与辐射安全重点实验室安徽合肥230031

开展了铅基反应堆候选结构材料t91钢在500℃、0.01ppm氧浓度、静态铅铋共晶合金(LBE)中的腐蚀行为研究,腐蚀时间依次为500、1 000、2 000h。采用SEM观察腐蚀界面组织形貌,并结合EDX分析界面产物成分及元素扩散行为。结果显示:t91钢发生... 详细信息

开展了铅基反应堆候选结构材料t91钢在500℃、0.01ppm氧浓度、静态铅铋共晶合金(LBE)中的腐蚀行为研究,腐蚀时间依次为500、1 000、2 000h。采用SEM观察腐蚀界面组织形貌,并结合EDX分析界面产物成分及元素扩散行为。结果显示:t91钢发生了氧化腐蚀,表面生成了具有3层结构的氧化膜。最外层为疏松且有LBE渗透的Fe3O4层,中间层为致密且具有保护性的(Fe,Cr)3O4层,最内层为富含铬元素的内氧化层(IOZ)。随着腐蚀时间的增加,Fe3O4层和(Fe,Cr)3O4层的厚度先快速增加,在1 000h时分别达到6.5μm和7.4μm;随着腐蚀时间进一步增加,Fe3O4层的厚度略有减小而(Fe,Cr)3O4层的厚度略有增加,而IOZ的厚度却一直近似以线性规律缓慢增加。

关键词：铅基反应堆铅铋合金腐蚀 t91钢

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t91钢高温蠕变实验和耦合损伤模型研究

四川轻化工大学学报（自然科学版） 2023年第1期36卷 1-10页

作者：姜礼益宋世杰阚前华西南交通大学力学与航空航天学院成都611756

开展了t91钢在不同高温及不同应力水平下的蠕变实验,探讨其在高温下的蠕变力学性能和失效寿命,进而拟合得到耦合损伤的蠕变本构模型。基于微观力学,在蠕变本构方程中引入均匀化损伤理论,得到耦合损伤的蠕变本构方程。通过对实验数据的拟... 详细信息

开展了t91钢在不同高温及不同应力水平下的蠕变实验,探讨其在高温下的蠕变力学性能和失效寿命,进而拟合得到耦合损伤的蠕变本构模型。基于微观力学,在蠕变本构方程中引入均匀化损伤理论,得到耦合损伤的蠕变本构方程。通过对实验数据的拟合,确定本构模型的材料参数,进而对t91钢在不同温度和不同应力水平下的蠕变行为进行预测。之后,与不考虑损伤的蠕变本构模型预测结果进行对比。结果表明,耦合损伤蠕变模型能较为合理地预测t91的高温蠕变行为。

关键词： t91钢高温蠕变本构模型损伤演化寿命预测

t91钢在KCl+Na_2SO_4+K_2SO_4熔融盐中的热腐蚀行为研究

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中国腐蚀与防护学报 2017年第1期37卷 23-28页

作者：刘光明刘康生毛晓飞万中平黄健航于明明汪元奎南昌航空大学材料科学与工程学院南昌330063 国电科学技术研究院武汉430066 东方锅炉股份有限公司材料研究所自贡643001

研究了t91钢在600,650和700℃10%KCl+10%K_2SO_4+80%Na_2SO_4(质量分数)混合熔融盐中的热腐蚀行为。采用XRD,SEM/EDS对腐蚀产物膜相组成和形貌进行了分析。结果表明,t91钢在腐蚀过程中均表现为失重,特别是在650和700℃下失重尤为严重。... 详细信息

研究了t91钢在600,650和700℃10%KCl+10%K_2SO_4+80%Na_2SO_4(质量分数)混合熔融盐中的热腐蚀行为。采用XRD,SEM/EDS对腐蚀产物膜相组成和形貌进行了分析。结果表明,t91钢在腐蚀过程中均表现为失重,特别是在650和700℃下失重尤为严重。600℃下的腐蚀产物膜主要由Fe_3O_4组成;而650和700℃下的腐蚀产物膜基本剥落殆尽,EDS分析表明残留的腐蚀产物中S含量较高,这导致腐蚀产物严重剥落。熔盐中Cl可与Cr_2O_3反应生成挥发性的CrO_2Cl_2,导致腐蚀进一步加速。

关键词： t91钢热腐蚀KCl+K2SO4+Na2SO4熔盐