核电站安全壳闸门用SA-738Gr.B特厚钢板的试制

通过化学成分设计及采用合理的冶炼、模铸、加热、轧制、热处理工艺,成功开发出130 mm厚核电站安全壳闸门用SA-738Gr.B钢板。检测结果表明:试制钢板超声波探伤合格,钢中夹杂物含量较少,显微组织为回火贝氏体,组织均匀,各项力学性能指标不仅满足相关标准和技术要求,而且富裕量较大。

核电站钢制安全壳用SA-738Gr.B钢的焊接工艺评定

介绍了焊接工艺评定标准、焊接试样的制备及试验方法。通过焊条电弧立焊工艺试验验证SA-738Gr.B钢的焊接工艺是否满足标准要求。对焊接试样进行了无损检测、力学性能试验、宏微观形貌观察及化学成分分析。结果表明,采用拟定的工艺参数焊接的接头各项性能能够满足标准要求。

核电站SA738Gr.B主蒸汽管道贯穿件制作焊接技术

针对核电站SA738Gr.B材料进行焊接性分析,通过焊材选型,制订合适的焊接工艺,并在施工中从焊接工艺规程、人员资格、作业环境、设备机具、焊前检查、焊前预热、焊接顺序、焊后消氢及消应力热处理等方面采取了有效的过程管理,使贯穿件最终无损检测合格,整体尺寸误差在允许偏差范围内,保证了产品质量,缩短了施工工期。

核电站钢制安全壳SA-738 Gr.B钢免除焊后热处理探讨

CAP1400项目用钢制安全壳采用的是SA-738 Gr.B,筒体段壁厚为52 mm。ASME BPVC Section 3Division 1 Subsection NE-2007标准规定SA-738 Gr.B板材免除焊后热处理的最大壁厚为44 mm。焊后热处理的问题主要是现场电功率不足、施工难度和风险大。本文进行了52、44 mm SA-738 Gr.B钢板交货态的力学性能对比及52mm对接接头焊态、焊后热处理态的对比。试验结果表明,52、44 mm厚母材交货态的力学性能相当,52 mm厚SA-738 Gr.B母材焊后热处理前后的断裂韧性相当。焊后热处理后焊接接头的力学性能降低,对52 mm厚板材手工电弧焊接接头免除焊后热处理是可行的。

核电站钢制安全壳SA-738 Gr.B的焊接工艺

介绍了SA-738 Gr.B焊接工艺研究所用的工艺评定标准和焊接工艺方法以及焊接材料选择等,然后介绍了工艺试验的目的、试验难点、试样制备及方法,最后分析了SA-738 Gr.B钢的横焊位置的工艺评定试验结果。结果表明,施工单位拟定的焊接工艺参数能够焊接出符合要求的焊接接头,拟定的焊接工艺正确可行。

钢安全壳用SA-738 Gr.B钢板力学性能和组织分析研究

进行了钢安全壳用SA-738 Gr.B钢板力学性能和组织的分析。对SA-738 Gr.B钢板进行了拉伸试验、夏比冲击试验和落锤试验,并获得了大量力学性能数据。经过数据分析,得到了钢板调质态和模拟焊后热处理态,钢板横向和纵向,以及钢板表面、1/4板厚处和1/2板厚处的各项力学性能差异。通过光学显微镜和扫描电镜观察,获得了SA-738 Gr.B钢板的微观组织。结果表明:SA-738 Gr.B钢板具有良好的强度和韧性,可满足一定范围内的核电钢安全壳设计需要。

加热速度对SA738Gr.B钢奥氏体转变温度的影响及分析

采用膨胀法,利用Gleeble-3500热模拟机并结合其相应的金相组织和维氏硬度对核电用SA738Gr.B钢的奥氏体转变温度在不同加热速度下的影响进行了研究。结果表明:加热速度越大,则SA738Gr.B钢奥氏体转变温度Ac1越高;当加热速度较低时,对Ac1影响较大,但在加热速度较高时对Ac1影响较小,甚至其Ac1温度变化不大。

SA738Gr.B钢奥氏体化高温停留时间及峰值温度对组织演变及性能影响的研究

基于焊接热模拟技术,利用Gleeble-3500热模拟机采用膨胀法对核电站钢安全壳SA738Gr.B钢的奥氏体化高温停留时间和峰值温度进行了研究,并对其金相组织演变和维氏硬度变化进行了分析。结果表明:随高温停留时间的持续延长,SA738Gr.B钢奥氏体转变越充分;峰值温度越高则转变愈迅速,同时过冷奥氏体的稳定性增大。这都使得SA738Gr.B钢最终室温组织以低碳板条马氏体居多,维氏硬度也相应增加。研究能为SA738Gr.B钢焊接及焊后热处理工艺的正确制定提供依据。

核电站钢安全壳SA738Gr.B钢SH-CCT曲线的测定及分析

基于焊接热模拟技术,采用膨胀法利用Gleeble-3500热模拟机对核电站钢安全壳SA738Gr.B钢的焊接热影响区连续冷却转变(SH-CCT)曲线进行了测绘,并结合其金相组织及维氏硬度等进行了分析研究。本研究为SA738Gr.B钢焊接工艺的正确制定提供了依据。

核电用SA738Gr.B钢手工电弧焊焊接材料及工艺研究

采用国产和进口两种焊条，在不同焊接规范参数下焊接核电站安全壳用SA738Gr．B钢。对比和分析两种焊条焊缝金属抗拉强度和冲击功的变化规律，并探讨了焊缝金属的低温冲击值稳定性。结果表明，手工电弧焊焊接SA738Gr．B钢，该国国产焊条在焊接电流为120～140A，焊后热处理工艺为593~620C10h的实际工程应用条件下，能满足ASME相关规范和设计要求，完全可运用于实际焊接工程。

高渗透轧制对SA738 Gr.B厚板变形渗透性的影响

AP1000的钢质安全壳主要用料是SA738 Gr.B特厚钢板,采用传统轧制方法,由于坯料尺寸和轧机能力限制,变形渗透性差,心部韧性不足,通过轧制-冷却一体化的高渗透轧制工艺有望改善厚板性能.采用数值模拟和实验相结合的方法,分析了高渗透轧制工艺对厚规格SA738 Gr.B轧制变形的影响规律.结果表明:为了获得相同的厚向轧制渗透效果,采用厚向温差300℃的高渗透轧制工艺所需单道次压下率相比常规轧制可减少3%~4%.对比实验结果可知,采用高渗透轧制工艺可以提高心部金属变形程度,同时可使各层金属流动更加均匀.

SA738Gr.B钢自动焊接工艺

采用自动熔化极气体保护焊(GMAW)对SA738Gr.B钢进行焊接,对比未热处理和热处理两种状态下试件的力学性能。通过显微组织观察、拉伸试验、冲击试验、弯曲试验等常规性能检测方法分析自动焊接热处理后焊缝性能的变化。结果表明,自动焊接满足设计要求的各项性能指标,焊后热处理对焊缝力学性能有一定影响,性能同样满足设计要求。

针状铁素体对SA738Gr.B钢埋弧焊焊缝金属性能影响的研究

利用研制初期的M公司和R公司两种埋弧焊材,在相同焊接条件下分别埋弧焊接核电站钢安全壳用SA738Gr.B钢。利用光学和扫描电子显微镜探寻组织结构差异,研究焊缝金属冲击功。结果表明:含有大量针状铁素体的焊缝金属组织对微裂纹形成和扩展的阻碍作用较大,可使其冲击功提高。本研究为SA738Gr.B钢埋弧焊材的后续改进提供了依据。目前相关埋弧焊材已研究定型,正在进行用户和第三方国产化评估试验。

核电承压设备用钢SA738Gr．B焊接性能试验研究

本文通过对SA738Gr．B钢焊接冷裂纹敏感性试验、手工焊和埋弧焊焊接试验，分析了钢板焊接冷裂纹敏感性和焊接接头的综合力学性能及显微组织，结果表明武钢SA738Gr．B钢具有优异的焊接性能，能够满足我国极寒地区核电站用钢要求。

消除应力热处理对SA738Gr.B钢离子辐照性能的影响

利用离子辐照模拟中子辐照效应技术对AP1000安全壳用钢SA738Gr.B进行了高能氢离子辐照,采用透射电镜、聚焦离子束原位技术和正电子湮没技术,研究SA738Gr.B钢(两种热处理状态:淬火+回火态、淬火+回火+消除应力热处理(SR)态)经过高能氢离子辐照的辐照损伤行为。结果表明,在比较明显的辐照剂量下(0.2、0.5和1.0 dpa),钢基体中未观察到气泡、空位团等。两种样品的正电子湮没的寿命变化不大,说明这两种样品在试验所设计的辐照剂量下的微观缺陷变化不太明显。在位移损伤量为0.2~1.0 dpa的高能氢离子辐照下,两种热处理状态的SA738Gr.B/SA738Gr.B(SR)样品均具有良好的抗辐照肿胀能力。其中,在辐照剂量较大(0.5和1 dpa)时,SA738Gr.B样品的正电子寿命长于SA738Gr.B(SR),即SA738Gr.B样品的空位数量比SA738Gr.B(SR)更多,因此SA738Gr.B(SR)钢抗辐照性能更好。

SA 738 Gr.B焊接接头力学性能

通过对SA-738 Gr.B采用SMAW(手工电弧焊)和GMAW(熔化极气体保护焊)的焊接接头进行焊态和焊后热处理态力学性能、组织结构分布特征对比分析研究,发现提高焊接热输入会降低焊接接头的冲击性能。随着热处理的进行,焊缝经历了回复、再结晶等变化过程,同时,焊缝和SMAW热影响区晶粒中夹杂物元素向晶界聚集,降低晶界结合能,导致焊缝和热影响区冲击韧性降低。

SA738Gr.B钢焊接热影响区组织及性能的热模拟试验

采用热膨胀的方法测定了钢制安全壳用钢SA738Gr.B在不同冷却速度下的组织转变,采用GLEEBLE-2000试验机模拟分析了焊接参数对热影响区组织及冲击韧性的影响,进行了实际焊接,验证了与实际组织的相一致性.结果表明,随冷却速度的降低,SA738Gr.B钢板先后发生贝氏体转变、先共析铁素体析出及先共析铁素体+珠光体组织的转变.多层多道焊时,实际热影响区组织以混合组织为主,其基体组织基本符合同冷却速度条件下的热模拟组织,具有较高的抗裂性能.研究结果对生产实践具有较好的参考和指导作用.

工艺参数对SA738Gr.B钢焊接接头组织及力学性能的影响

SA738Gr.B是低合金高强度钢,首次应用于AP1000核电钢制安全壳,研究采用ER90S-G专用焊丝80％ Ar＋ 20％ C02气体保护焊进行接头性能试验。试验结果表明,热输入量在1.2 ～2.0 kJ/mm范围内焊接接头的拉伸和冲击性能均满足安全壳的技术要求,焊缝组织以细小均匀针状铁素体为主、热影响区以贝氏体为主;焊后600℃,保温10 h热处理对接头的微观组织及力学性能的影响不大。

奥氏体化温度对SA738 Gr.B核电钢的显微结构及回火后性能的影响

利用SEM和EBSD等表征手段,研究了SA738Gr.B核电钢在850~950℃奥氏体化淬火后显微结构及高温回火后的性能.结果表明,随奥氏体化温度的升高,SA738Gr.B钢的原始奥氏体晶粒尺寸和马氏体Packet、Block微结构的平均尺寸因对晶界钉扎的MC型碳化物溶解,而呈逐渐粗化的趋势;钢的低温冲击吸收功有所降低并与原奥氏体晶粒、马氏体Packet和Block尺寸呈线性关系;马氏体Block尺寸对低温冲击吸收功影响作用大于原始奥氏体晶粒和Packet尺寸.

SA-738M Gr.A调质钢的焊接

SA-738M Gr.A属中低温压力容器用经热处理的碳锰硅钢,供货状态为调质处理,C、Mn含量范围略宽,且含有一定量的Cr、Ni、Nb、V、Cu。其中Cr、V为强化元素,有利于提高强度,钢板经过淬火处理后可以保证其强度满足要求;Ni元素可以降低钢材的脆性转变温度,提高钢材的低温冲击韧性;Nb、V、Cu元素可细化晶粒,有利于提高韧塑性。结合SA-738M Gr.A调质钢的焊接特点及外缸体组件的结构特点,进行了SA-738M Gr.A调质钢的焊条电弧焊、埋弧焊的对接焊缝焊接工艺评定及产品的施焊,试验结果表明,各项技术指标均满足要求,证明所选用的焊接方法、焊接材料、焊接及热处理工艺正确合理。