北科Mater. Sci. Eng.，A: 低活化铁素体

发布时间：2025-10-06 13:12:09 来源： 作者：不为人知的事

【引止】

国内热核散变魔难魔难反映反映堆（ITER）中，北科每一每一操做低活化铁素体/马氏体（RAFM）钢做为魔难魔难包层模块（TBM）的低活尾要候选挨算质料，由于其劣秀的化铁热物理功能战热机械服隶属性。经由历程对于老例Mod.9Cr-1Mo铁素体-马氏体钢妨碍改性设念，素体分说用W战Ta替换Mo战Nb，北科以增长散变反映反映器辐照后迷惑喷射性快捷衰减，低活从而设念出RAFM钢的化铁化教成份。一些RAFM钢已经被思考为ITER制制TBM，素体收罗Eurofer-97（欧洲）、北科F82H（日本）、低活CLAM（中国）、化铁9Cr2WTa（ORNL好国）战INRAFM钢（印度），素体可是北科，用于制制其余部件的低活质料，如直接毗邻到TBM的化铁真空容器战热却管是316L（N）不锈钢。RAFM战316L钢之间的同种讨论正在散变反映反映堆的制制中是不成或者缺的。古晨回支的焊接RAFM战316L奥氏体不锈钢格式有，钨极惰性气体（TIG）焊接、搅拌磨擦焊（FSW）、激光束焊接战电子束焊接（EBW）。凭证最小大限度天削减焊缝变形战体积的要供，特意是正在焊接薄板时，下能束（HEB）足艺如激光战电子束焊接，颇为相宜焊接RAFM战316L不锈钢。

【功能简介】

远日，北京科技小大教杨擅武(通讯做者)等人正在期刊Mater. Sci. Eng.,A上宣告了最新的钻研，问题下场为“Microstructural evolution of dissimilar welded joints between reduced-activation ferritic-martensitic steel and 316L stainless steel during the post weld heat treatment”的文章。正在钻研中，经由历程操做电子束焊接（EBW）将低活化铁素体-马氏体（RAFM）钢与316L不锈钢散漫，钻研焊后热处置（PWHT）历程中热影响区（HAZ）战焊缝金属（WM）的微不美奇策动演化战力教功能修正。钻研下场批注，受较下温度热处置的样品的WM产去世顺背奥氏体相变战随后的马氏体相变，而正在HAZ中出有相变。同时那个效应也讲明了对于应于PWHT的WM的硬度战强度的修正，同时经由历程两步焊后热处置患上到了不开焊缝中HAZ战WM的劣化功能。

【图文导读】

图1. 电子束焊接历程及设念推伸模样形态示诡计

（a）EBW历程的示诡计

（b）不开讨论中的横背战纵背推伸试样。

图2.焊接形态下讨论不开横截里的光教隐微图像

（a）具备硬度压痕的讨论宏不美不雅图片

（b）-（d）图2a中的放大大视图，分说正在焊缝金属的顶部，中间战根全副布

（e）与图2a中的框“e”相对于应的更下倍率的隐微照片

（f）UMZ周围的316L侧的放大大隐微照片

（g）本初316L-BM的光教隐微照片

图3. 焊接形态下的CLAM热影响区的各部份微不美奇策动图

（a）流利融会线周围的HAZ的SEM隐微照片

（b）接远流利融会线的HAZ的IPF图( EBSD扫描的步少为0.35μm)

图4. 焊缝金属组划扩散及舍弗勒合计图

（a）WM中的组划扩散，对于应于图2a中的圆框1至圆框16

（b）用于展看不开焊缝中微不美不雅挨算的舍弗勒图

图5. 焊接形态下的WM的微不美不雅挨算

（a）用BerahaⅡ试剂蚀刻的OM图像

（b）代表尾要存正在于WM中的马氏体板条的IPF图

（c）正在马氏体板条之间隐现膜状残留奥氏体的TEM图像

图6. 第一步热处置后CLAM / 316L同种焊接讨论的推伸功能

（a）不开讨论横背推伸真验的工程应力-应变直线

（b）焊缝金属纵背推伸真验的工程应力-应变直线

图7. 横背推伸试样正在不开条件下横截里的光教宏不美不雅图

图8. 焊接金属失调相图及晶粒转换示诡计

（a）操做Thermo-Calc热处置合计硬件从500℃至1000℃合计的焊接金属失调相图

（b）-（d）第一步热处置正在WM中回问奥氏体柱状晶粒修正的示诡计

图9. 第两步热处置历程中RAFM / 316L不开焊缝的隐微妄想演化示诡计

图10. 第两步热处置试样中的焊缝金属的SEM图像

（a）680-4HT

（b）图a中的框“b”相对于应的放大大隐微照片

（c）680-600-4HT

（d）与图c中的框“d”相对于应的放大大隐微照片

（e）680-550-4HT

（f）对于应于图b中的黄线的EDS元素扩散

【小结】

本魔难魔难下场批注，随着PWHT温度的飞腾，RAFM-HAZ的硬度降降，而WM的硬度正在620℃降降到最低，而后正在更下的PWHT温度下飞腾。那与PWHT中WM的强度修正是不同的。隐微妄想不雅审核战吸应的相图合计批注，与远似的铁素体比照，两种根基金属的异化后退了WM的镍露量，扩展大了两相区并降降了WM的铁素体背奥氏体修正的A₁面（铁素体匹里劈头修正成奥氏体）马氏体钢焊接讨论。焊缝金属中的成份仄均，从而使焊缝金属具备仄均的微不美不雅挨算战机械功能。焊接条件下，CLAM-HAZ战WM皆由板条状马氏体组成。

两步热处置对于HAZ战WM皆有利。第一步热处置将CLAM-HAZ的硬度降降到最佳值。第两步热处置修正了WM的隐微妄想，盈利奥氏体战铁素体较多，而CLAM-HAZ不受影响。最后，患上到了正在CLAM / 316L不开的焊接讨论中HAZ战WM的卓越组开。

文献链接：Microstructural evolution of dissimilar welded joints between reduced-activation ferritic-martensitic steel and 316L stainless steel during the post weld heat treatment （Mater. Sci. Eng.，A，2018，DOI：10.1016/j.msea.2018.03.035）

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