《鎳基合金焊縫高溫失延裂紋的微觀機制研究》是依託上海交通大學，由陳俊梅擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：鎳基合金焊縫高溫失延裂紋的微觀機制研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：陳俊梅
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
鎳基合金690在核輻射和純水的環境中具有最佳抗應力腐蝕開裂的能力,是核電重大裝備的關鍵材料。但是目前使用的690合金的配套焊材在焊接過程中會出現高溫失延裂紋（也稱高溫失塑裂紋，簡稱DDC裂紋）,影響焊接接頭的使用壽命。研究發現在鎳基焊材中添加Mo和Nb可以較大程度地改善焊縫的熱延性，降低焊縫的DDC敏感性。本項目擬對此展開微觀機制的研究，通過對不同Mo和Nb含量的鎳基焊縫試樣進行STF試驗（應變-裂紋試驗），研究Mo以及Mo和Nb相互作用對焊縫熱延性影響的規律，給出Mo和Nb比例的最佳化結果。並藉助XRD、OM、SEM和TEM等方法，研究STF試驗前後焊縫中晶內和晶界的成分分布,Mo的存在形式，以及晶界析出物-碳氮化物的種類、形貌、數量和分布等的變化，確定Mo和Nb對晶界析出物的影響，探明Ni-Cr-Fe-Mo-Nb合金焊縫中的DDC形成機制。
結題摘要
針對固溶強化鎳基合金690焊接過程中容易出現DDC裂紋的現象，開展了DDC形成機理和提高DDC強度的研究，製備了三種Mo，Nb含量的鎳基合金焊縫，即不含Mo，含Nb0.84%的焊縫52M；含Mo4%，Nb2.48%的焊縫52MSS和增加Mo粉(7.35%)的含Nb2%的152焊縫，並對其進行了微觀結構分析，以及裂紋敏感性試驗和分析。結果表明，Mo的數量達到7.35%以後，合金體系以Ni-Cr-Fe-Mo為主，焊縫的主要微觀結構仍然是以奧氏體基體為主， r/第二相共晶組織為晶間相的結構，但是隨著合金元素的添加，第二相數量明顯增加，其形狀和組分非常複雜。不含Mo，含Nb0.84%的焊縫52M的晶界平直化明顯，DDC強度低。含Mo4%，Nb2.48%的焊縫52MSS增加了凝固溫度範圍，凝固裂紋敏感性增加，但是由於晶界曲折度增加，DDC強度得到提高。含Mo7.35%，Nb2%的焊條152焊縫在大角度晶界存在尺寸達1-6μm的粒子，對晶界的遷移起到了有效的機械釘扎作用，大大提高了DDC強度。其中Mo主要是以固溶的方式存在於奧氏體基體中，Nb主要存在於NbC和Laves相中。此外，STF試驗結果表明，與載荷垂直的大角度晶界是DDC裂紋的起裂位置，因此，提高大角度晶界的曲折度是提高DDC裂紋的有效方法。
