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新型低活化马氏体钢的研究

作　者: 姚军
导　师: 索进平
学　校: 华中科技大学
专　业: 材料学
关键词: 新型RAFM钢电渣重熔组织与性能 TEM
分类号: TG142.24
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

聚变堆用结构材料是聚变能能否实现商业化应用的关键之一,国际上给予了高度重视,许多国家都在研发其特有材料。其中低活化铁素体/马氏体钢（Reduced Activation Ferritic/Martensitic steels,简称RAFM）被普遍认为是未来聚变示范堆和聚变动力堆的首选结构材料,其中以F82H, Eurofer97等最具代表性。我国于2001年开始了相应的研究,研制出了拥有自主知识产权的核聚变用钢—CLAM钢。本课题的主要内容是研究热处理对用真空感应熔炼+电渣重熔工艺熔炼的两种新型RAFM钢力学性能的影响,分析组织与性能的变化。首先,本课题研究了热处理工艺对两种新型RAFM钢的影响,包括淬火温度、回火温度、回火时间、回火后冷却介质和二次淬火与回火等因素对材料微观组织、力学性能的影响,从而探索最佳的热处理工艺,充分提高材料的强度和塑性,达到强度和塑性的最佳配合。研究表明,最佳热处理工艺为采用980℃保温0.5h水淬,然后采用760℃保温2h空冷回火,且9Cr0.11V钢性能优于9Cr0.08V钢。最佳的综合力学性能为抗拉强度699MPa,延伸率31%,断面收缩率69%。其次,评价了新型RAFM钢中非金属夹杂的种类和含量,用光学显微镜、环境扫描电镜、透射电镜等方法分析了组织和性能的影响因素,得出采用电渣重熔工艺熔炼的新型RAFM钢中各类非金属夹杂含量很少,且分布较均匀。经过热处理后的新型RAFM钢组织为回火马氏体,位错和碳氮化物是增强其力学性能的主要因素,其中碳化物主要为M23C6型,经过EDX分析得出具体的组成为(Cr_0.75Mn_0.02W_0.23)23C6,同时还有少量六方晶系的Cr₇C₃、Mn₇C₃和正方晶系的Fe₃C、Mn₃C、Cr₃C₂型碳化物的存在。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 文献综述  9-26
  1.1 核聚变能  10-11
  1.2 聚变堆  11-12
  1.3 低活化材料研究现状  12-21
  1.4 有待解决的问题  21-22
  1.5 电渣重熔技术简介  22-25
  1.6 研究目的与意义  25-26
2 实验准备  26-28
  2.1 实验材料与实验仪器  26
  2.2 实验流程图  26-28
3 热处理工艺对新型RAFM 钢组织与性能的影响  28-56
  3.1 回火工艺研究  28-42
  3.2 淬火工艺研究  42-50
  3.3 XRD 分析  50-51
  3.4 各向性能研究  51-55
  3.5 本章小结  55-56
4 非金属夹杂物的评定  56-60
  4.1 实验准备  56-57
  4.2 实验结果  57-59
  4.3 本章小结  59-60
5 新型RAFM 钢TEM 分析  60-70
  5.1 试样制备  60
  5.2 测试结果分析  60-69
  5.3 本章小结  69-70
6 全文总结  70-72
  6.1 实验总结  70-71
  6.2 进一步工作建议  71-72
致谢  72-73
参考文献  73-81
附录1 攻读学位期间发表论文目录  81

新型低活化马氏体钢的研究

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