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PWR一回路注锌对316L不锈钢及钴基合金腐蚀和腐蚀产物释放的影响规律

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工程科学学报 2024年第6期46卷 1097-1107页

作者：夏润杰汪家梅刘峰李玉龙林有奇张乐福上海交通大学核能科学与工程学院上海200240 中广核研究院有限公司深圳518000

在模拟压水堆一回路水化学环境中,对主管道316L不锈钢和Stellite 6钴基合金分别开展了0,10,40μg·L^(-1)三种Zn质量浓度的均匀腐蚀试验.试验结束后,采用失重法计算两种材料的腐蚀速率和腐蚀产物释放速率,采用扫描电子显微镜(SEM)、透... 详细信息

在模拟压水堆一回路水化学环境中,对主管道316L不锈钢和Stellite 6钴基合金分别开展了0,10,40μg·L^(-1)三种Zn质量浓度的均匀腐蚀试验.试验结束后,采用失重法计算两种材料的腐蚀速率和腐蚀产物释放速率,采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜能谱仪(TEM-EDS)以及高分辨和傅里叶转变分析氧化膜表面形貌、截面形貌、厚度、元素分布以及双层氧化膜相结构.结果表明,对于316L不锈钢,1000 h内10μg·L^(-1) Zn的注入对腐蚀速率和释放速率影响不显著,增加Zn质量浓度至40μg·L^(-1)后,316L不锈钢的腐蚀速率、腐蚀产物释放速率和氧化膜厚度显著降低,其中氧化膜厚度由250 nm降低至95 nm.对于具有双相结构的Stellite 6钴基合金,γ-Co基体和碳化物间存在电偶腐蚀效应,γ-Co基体和相界腐蚀更显著.进一步延长腐蚀时间至3000 h,发现10μg·L^(-1) Zn注入可以显著降低其腐蚀速率和腐蚀产物释放速率,当Zn质量浓度增加至40μg·L^(-1)时,钴基合金的腐蚀速率、腐蚀产物释放速和氧化膜厚度进一步降低.微观分析表明,注锌对两种合金腐蚀抑制机理相似,注入的Zn离子会在金属表面形成含Zn的尖晶石结构,显著提高外层氧化膜的致密性,阻碍金属离子向外扩散及氧离子向内扩散,促进内层氧化膜/基体界面处保护性Cr_(2)O_(3)的形成,进而显著降低316L不锈钢和Stellite 6钴基合金的腐蚀速率、腐蚀产物释放速率和氧化膜厚度.

关键词：注锌 316L不锈钢 Stellite 6钴基合金均匀腐蚀 TEM

退火温度对00Cr13Si2Al钢的力学性能和磁性能的影响

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连铸 2024年第2期 105-110页

作者：米大为石浩李权上海第一机床厂有限公司上海201306 钢铁研究总院特殊钢研究院北京100081

对不同温度退火后00Cr13Si2Al钢力学性能和磁性能的变化进行研究。借助倒置金相分析系统(GX53)测量了退火试样的显微组织,计算不同温度下的平均晶粒尺寸,并利用MATS-2010D软磁直流测量装置测量试样的磁性能。结果表明,850~900℃的退火... 详细信息

对不同温度退火后00Cr13Si2Al钢力学性能和磁性能的变化进行研究。借助倒置金相分析系统(GX53)测量了退火试样的显微组织,计算不同温度下的平均晶粒尺寸,并利用MATS-2010D软磁直流测量装置测量试样的磁性能。结果表明,850~900℃的退火温度范围内,保温3 h后该钢具有较好的综合力学性能和磁性能,900℃室温强度为440 MPa,测试磁场分别为2 500 A/m、5 000 A/m、10 000 A/m时,磁感应强度为1.282、1.369、1.534,而1 000℃室温强度为435 MPa,磁感应强度为1.233、1.366、1.509。随着退火温度的升高晶粒尺寸增大,从而导致力学性能和磁性能的下降。

关键词：软磁不锈钢磁导率磁感应强度退火温度力学性能

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螺纹钢中MnS夹杂物诱发的局部腐蚀行为

中国腐蚀与防护学报 2024年第5期44卷 1255-1262页

作者：韩宇龙李健郭丽雅杨边疆陆恒昌韦习成董瀚上海大学材料科学与工程学院上海200444 上海大学(浙江)高端装备基础件材料研究院嘉兴314100 陕钢集团产业创新研究院有限公司汉中723000

采用全自动夹杂物分析仪、浸泡实验和电子背散射衍射仪(EBSD)等手段研究了HRB400E螺纹钢中不同尺寸MnS夹杂物在Cl^(-)环境中诱发局部腐蚀行为。原位浸泡结果表明:MnS夹杂物尺寸越大,越容易诱发局部腐蚀行为。EBSD结果表明:尺寸大于40μm... 详细信息

采用全自动夹杂物分析仪、浸泡实验和电子背散射衍射仪(EBSD)等手段研究了HRB400E螺纹钢中不同尺寸MnS夹杂物在Cl^(-)环境中诱发局部腐蚀行为。原位浸泡结果表明:MnS夹杂物尺寸越大,越容易诱发局部腐蚀行为。EBSD结果表明:尺寸大于40μm^(2)的夹杂物容易引发腐蚀,和周围有较多的小角度晶界和较高的位错密度有关。同时,团簇大尺寸夹杂物共同诱发局部腐蚀形成的蚀坑面积大于单一夹杂物诱发的蚀坑。

关键词： MnS 尺寸螺纹钢局部腐蚀

焊接工艺对1Cr16Ni4Mo2Cu2W1VN钢和Co6B合金堆焊层相容性的影响

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金属热处理 2024年第7期49卷 326-330页

作者：吴伟建刘城淼李权上海第一机床厂有限公司上海201308 钢铁研究总院有限公司特殊钢研究院北京100081

对比分析了氧乙炔焊和氩弧焊两种焊接方法下,热处理前后1Cr16Ni4Mo2Cu2W1VN钢表面Co6B堆焊层的组织性能,探究焊接工艺对1Cr16Ni4Mo2Cu2W1VN钢与Co6B合金相容性的影响。结果表明,1Cr16Ni4Mo2Cu2W1VN钢与Co6B合金具有良好的相容性。较氩... 详细信息

对比分析了氧乙炔焊和氩弧焊两种焊接方法下,热处理前后1Cr16Ni4Mo2Cu2W1VN钢表面Co6B堆焊层的组织性能,探究焊接工艺对1Cr16Ni4Mo2Cu2W1VN钢与Co6B合金相容性的影响。结果表明,1Cr16Ni4Mo2Cu2W1VN钢与Co6B合金具有良好的相容性。较氩弧焊堆焊层,氧乙炔焊堆焊层熔合过渡区宽,硬度较氩弧焊堆焊层高7.3 HRC。经固溶+深冷+回火热处理后,氧乙炔焊堆焊层致密,组织细小、均匀,硬度45.3 HRC,冲击吸收能量84.7 J,表现出更优的综合性能。

关键词：氧乙炔焊氩弧焊 1Cr16Ni4Mo2Cu2W1VN钢 Co6B合金堆焊层相容性性能

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常德高铁站房结构设计

建筑钢结构进展 2024年第2期26卷 104-112页

作者：刘康包联进陈建兴华东建筑设计研究院有限公司上海200002

常德高铁站是常益长正线线路上的重要站点,站房分为下部混凝土结构和上部钢屋盖。屋盖采用Γ形刚架作为主要支撑结构,一方面斜柱有效地增加了结构的抗侧刚度,另一方面也与桃花盛开的建筑意象相契合,其结构形式经历了立体三角形桁架、箱... 详细信息

常德高铁站是常益长正线线路上的重要站点,站房分为下部混凝土结构和上部钢屋盖。屋盖采用Γ形刚架作为主要支撑结构,一方面斜柱有效地增加了结构的抗侧刚度,另一方面也与桃花盛开的建筑意象相契合,其结构形式经历了立体三角形桁架、箱桁结合实腹梁、箱形实腹梁3轮方案的推敲演变。针对天窗区域连系桁架拱形下弦的矢高取值,采用Grasshopper+SAP2000联动程序进行自动化参数找形,得到结构受力性能和建筑空间效果均优的平衡点。通过ABAQUS壳单元模型与SAP2000杆单元模型的对比分析,验证了利用SAP2000截面设计器对变截面的异形截面构件分析的准确性,同时对Γ形刚架进行了弹塑性极限承载力分析,结果满足要求。Γ形刚架形态舒张有力,结构受力合理,实现了建筑与结构的完美结合。

关键词：高铁站房 Γ形刚架斜柱结构结构参数化找形

8YSZ陶瓷在模拟压水堆水环境中的耐腐蚀性能

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无机材料学报 2024年第7期39卷 803-809页

作者：范武刚曹雄周响李玲赵冠楠张兆泉中国科学院上海硅酸盐研究所上海200050 上海核工程研究设计院股份有限公司上海200233

8%(摩尔分数)Y_(2)O_(3)稳定ZrO_(2)(8YSZ)陶瓷具有优异的氧离子电导率和低热导率,在燃料电池、热障涂层、隔热等领域都有重要应用。然而它作为压水堆的堆内隔热或结构材料,在事故条件下的水腐蚀机制和耐腐蚀性能目前尚不明晰。本研究在... 详细信息

8%(摩尔分数)Y_(2)O_(3)稳定ZrO_(2)(8YSZ)陶瓷具有优异的氧离子电导率和低热导率,在燃料电池、热障涂层、隔热等领域都有重要应用。然而它作为压水堆的堆内隔热或结构材料,在事故条件下的水腐蚀机制和耐腐蚀性能目前尚不明晰。本研究在350℃/17.4 MPa,0.3μg/L溶解氧(DO)的动水循环模拟压水堆水环境中,系统考察了8YSZ陶瓷的质量、物相、显微结构、力学性能以及溶液成分随腐蚀时间的变化,并探讨了腐蚀机制。研究发现8YSZ陶瓷的质量随腐蚀时间的延长先增大后减小,并会受表面粗糙度的影响。增重归因于水分子进入陶瓷后形成了Zr–OH和Y–OH团簇,而失重是由金属阳离子析出和晶粒溶解所导致的。物相分析显示立方结构的8YSZ腐蚀后未往四方相或单斜相转变,这与四方相或部分稳定的氧化锆的相变失效不同。表面及断面形貌变化显示水分子可沿缺陷或微裂纹进入陶瓷内部,破坏晶界,使受腐蚀影响区域由穿晶断裂变为沿晶断裂。腐蚀前后8YSZ陶瓷的压缩强度和抗弯强度未明显改变,而维氏硬度略有降低,这与陶瓷表层形成的大量腐蚀坑有关。表面抛光样品腐蚀1050 h时的单位表面积的质量变化率为–0.108×10^(–3)mg·cm^(–2)·h^(–1),腐蚀坑深度仅为30.8μm。这些结果表明8YSZ陶瓷具有优良的耐水腐蚀性能,有望用于压水堆内的隔热或结构材料。

关键词： 8YSZ陶瓷亚临界水腐蚀行为微观结构力学性能

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利用空心微球制备超轻泡沫玻璃及其性能研究

材料导报 2024年第4期38卷 115-119页

作者：渠亚男谢永江仲新华杨金龙中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081 清华大学材料学院新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室北京100084

本工作研究了一种利用空心微球制备超轻泡沫玻璃的新方法,以废玻璃粉为主要原材料制备高气孔率的空心微球,研究了空心微球的发泡过程和发泡机理,利用空心微球发泡法制备出了超轻质泡沫玻璃。结果表明:空心微球气孔率高,发泡过程可控,可... 详细信息

本工作研究了一种利用空心微球制备超轻泡沫玻璃的新方法,以废玻璃粉为主要原材料制备高气孔率的空心微球,研究了空心微球的发泡过程和发泡机理,利用空心微球发泡法制备出了超轻质泡沫玻璃。结果表明:空心微球气孔率高,发泡过程可控,可以制备气孔尺寸均匀、高气孔率的泡沫玻璃。随着玻璃粉粒径的减小,空心微球的体积膨胀率逐渐增加,当玻璃粉D50为4.3μm时,空心微球的最大体积膨胀率约为280%。随着烧结温度的升高,泡沫玻璃的容重降低,气孔率增加,泡沫玻璃中析晶增多,主要晶相包括SiO2(石英)、SiO2(鳞石英)和Na_(2)Ca_(3)Si_(6)O_(16)(失透石)。当烧结温度为725~800℃时,可以制备气孔率大于95%的超轻泡沫玻璃。本工作提出的空心微球发泡法对制备无机多孔材料具有较为广泛的适用性。

关键词：空心微球超轻泡沫玻璃发泡过程发泡机理高气孔率

X射线荧光光谱法测定300系不锈钢中11种合金元素

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冶金分析 2024年第1期44卷 44-51页

作者：张祥缪乐德张毅宝山钢铁股份有限公司中央研究院上海201900

300系不锈钢为高Cr-Ni钢,合金元素间存在强烈的吸收增强效应,因此采用X射线荧光光谱法(XRF)分析300系不锈钢中的合金元素含量,必须校正样品中的基体效应。本实验采用XRF测定了15块300系不锈钢标准样品中的12种合金元素的X射线荧光强度,... 详细信息

300系不锈钢为高Cr-Ni钢,合金元素间存在强烈的吸收增强效应,因此采用X射线荧光光谱法(XRF)分析300系不锈钢中的合金元素含量,必须校正样品中的基体效应。本实验采用XRF测定了15块300系不锈钢标准样品中的12种合金元素的X射线荧光强度,并绘制校准曲线,采用了两种理论α系数法校正基体效应,分别为De Jongh方程和COLA方程,结果表明,COLA方程对Cr的校正效果要明显优于De Jongh方程,而含量范围相当的Ni未表现出明显差异,这可能是因为在300系不锈钢中Cr主要受到Fe和Ni的增强作用,相应的理论影响系数α_(Cr,Fe)、α_(Cr,Ni)值随Fe、Ni含量变化而发生较大变化,其相对标准偏差(RSD)分别为10.4%、12.0%,而COLA方程能够根据元素含量变化而调整理论α系数值,适用于元素含量0~100%(质量分数,下同)范围的校正。Ni主要受到Fe和Cr的吸收作用,计算出的理论影响系数α_(Ni,Fe)、α_(Ni,Cr)值变化很小,RSD分别仅为1.6%和1.7%,因此,采用固定的理论α系数法,即De Jongh方程也能得到良好的效果。此外,300系不锈钢中合金元素间存在较强的谱线重叠干扰,实验采用分辨率更高的LiF220晶体和狭缝0.15°,以减少谱线间的重叠干扰,通过进一步扫描发现,仅需对CrKβ_(1,3)对MnKα_(1,2)、MoL_(I)对PKα_(1,2)的重叠干扰校正,为此,采用基于浓度校正的经验系数法进行校正。按照实验方法对300系不锈钢样品平行测定11次,结果表明,当元素含量在0.1%以上时,测得结果的相对标准偏差(RSD)均小于1%;当元素含量小于0.1%时,相对标准偏差均小于10%。选取了3个未参与校准曲线绘制的不锈钢标准样品和2个生产样品,按照实验方法进行测定,测定结果分别与标准样品标准值或湿法测定值相一致。

关键词： 300系不锈钢 X射线荧光光谱法(XRF) 基体校正 COLA方程 De Jongh方程谱线重叠校正理论α系数法合金元素

不同热处理热轧搪瓷钢含钛析出相的定性定量分析

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冶金分析 2024年第3期44卷 1-7页

作者：缪乐德张毅王双成宝山钢铁股份有限公司中央研究院上海201900

热轧搪瓷用钢要求具备良好的抗鳞爆性能,要提高贮氢性能即增加氢陷阱,最有效的方法是增加钢中析出相的含量。为了对不同热处理的热轧搪瓷钢的析出相进行定量分析,本文采用电解提取方法将析出相从基体中分离,通过扫描电镜(SEM)和X射线衍... 详细信息

热轧搪瓷用钢要求具备良好的抗鳞爆性能,要提高贮氢性能即增加氢陷阱,最有效的方法是增加钢中析出相的含量。为了对不同热处理的热轧搪瓷钢的析出相进行定量分析,本文采用电解提取方法将析出相从基体中分离,通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)定性研究了提取后析出相的形貌以及结构的变化过程;并利用Rietveld全谱拟合法计算不同析出相的组成及含量。同时采用透射电镜(TEM)和三维原子探针(3DAP)对纳米级析出相进行了表征。最后,探讨了热轧搪瓷钢中析出相与贮氢性能的关系。结果表明,通过XRD检测,热轧搪瓷钢中的析出相主要为Ti_(2)CS、TiC_(0.95)和TiC_(0.3)N_(0.7);透射电镜显示150 nm以上粗大析出物含有硫,为碳硫化钛,100 nm左右的碳化钛,以及10 nm级的大量析出,且分布不均匀,3DAP确认其为碳化钛。850℃热处理的试样析出相的含量(质量分数,下同)最高,达到了0.39%,颗粒比表面积最大,氢穿透实验显示其平均穿透时间最长,有更高的贮氢性能。

关键词：热轧搪瓷钢析出相热处理电解定性定量分析