SA508GR.3钢热变形行为及加工图研究

采用Gleeble-1500D热/力模拟试验机研究SA508GR.3钢在应变速率为0.01~1 s^(-1)、变形温度为900~1 100℃条件下的热变形行为。讨论变形温度和应变速率对流变应力的影响规律,并获得SA508GR.3钢的热变形激活能和热变形本构方程。基于动态材料模型,建立起SA508GR.3钢的加工图,研究发现SA508GR.3钢的功率耗散效率η在0.1~0.5之间,当功率耗散效率η高于0.3时,在1 050~1 100℃的区间内,将发生动态再结晶。

焊接热影响区对SA508Gr.3钢落锤试验影响研究

探究了常规焊接方法和单道多层焊的预置裂纹源焊道热影响区(HAZ)对落锤试验的影响。采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)等手段对落锤试样的组织和断口等进行了观察分析,对HAZ各区域的性能及其在落锤试验中所起的作用进行了分析。结果表明,落锤试验结果与热影响区的尺寸关系密切,随着HAZ尺寸的增加,无延性转变温度(NDTT)增加。HAZ的组织主要由马氏体和M-A组元等组成,采用单道多层焊接时,HAZ细晶区马氏体含量会增加,显著降低了HAZ的韧性。同时,单道多层焊接对于减小HAZ尺寸并无显著效果,导致采用单道多层焊接的预置裂纹源焊道落锤试样的NDTT增加。

核反应堆容器用SA508Gr.3钢热处理

以生产实践和文献资料为基础,研究核反应堆容器用SA508Gr.3钢大锻件的热处理工艺,分析SA508Gr.3钢化学成分、热处理工艺、微观组织和力学性能之间的定性关系,指出核电大锻件现有热处理过程中存在的问题及解决思路。

SA508Gr.3钢锻件调质处理及质量控制

重点介绍核电用SA508Gr.3钢大锻件在核电设备上的应用以及ASME标准和设计规范中的要求,对选择调质处理的原因以及调质处理工艺及执行过程进行阐述,并根据ASME标准和技术专业要求,对调质处理关键环节的质量控制要点进行了说明。

SA508Gr.3钢超温回火异常组织分析

SA-508 Gr.3Cl.2钢具有较高的强度和低温冲击韧性,在3代非能动压水堆核电设备上大量使用。由于核电部件材料的厚度大,SA-508 Gr.3Cl.2钢焊接完成后,需要进行较长时间的焊后热处理,以消除残余应力。本文介绍了核反应堆容器用SA508Gr.3钢大锻件模拟焊后热处理得到异常组织的问题,针对发生的焊后热处理异常组织和冲击韧性的变化,分析了冲击韧性下降的原因。

焊后热处理对SA508Gr.3钢韧性影响的研究

在三代非能动压水堆核电设备上,大量地使用了SA-508 Gr.3Cl.2钢,该材料具有较高的强度和低温冲击韧性。由于核电部件材料厚度大,SA-508 Gr.3Cl.2钢焊接完成后需要进行较长时间的热处理,以消除残余应力。本文研究了核反应堆容器用SA508Gr.3钢大锻件热处理工艺,焊后热处理保温时间下的焊缝组织和冲击韧性的变化,分析了回火过程中残余奥氏体分解对回火冲击韧性的影响。

50mm厚SA508Gr.3Cl.2钢超窄间隙激光填丝焊接头组织与性能

采用超窄间隙坡口和光纤激光填丝多层焊工艺,焊接了50mm厚的SA508Gr.3Cl.2核电用钢,测试并分析了接头的微观组织和性能。结果表明,焊接接头无宏观缺陷;热处理后接头中部焊缝中心组织主要为上贝氏体和针状下贝氏体,母材侧热影响区的粗晶区组织为高温回火马氏体,硬度为280HV。焊接接头拉伸试样的拉伸断裂位置均位于母材,接头抗拉性能良好。接头上、中、下部位的焊缝冲击韧性均小于母材的,但焊缝冲击试样的断口形貌仍具有一定的韧性断裂特征。

SA508-Gr.3C12锻件落锤试验不合格原因分析

对材质为SA508Gr.3Cl2锻件调质态(HTMP)及模拟焊后热处理态(HTMP+SPWHT)进行落锤试验,结果在-16℃出现开裂,不满足采购技术条件及标准要求。通过化学成分分析、力学性能试验、金相检测及落锤试验等,寻找造成该不合格项的问题所在,改进工艺,达到保证产品满足技术要求的目的。

SA508 Gr.3Cl.1钢动态再结晶行为研究

通过在热模拟试验机Gleeble-1500上对SA508 Gr.3Cl.1钢进行变形温度为950~1 200℃、应变速率为0.001~1 s;的等温压缩试验,研究了其在高温热变形时的动态再结晶行为。基于P-J法确定了临界应力和临界应变,建立了其与热变形参数Z之间的数学模型。基于改进的Avrami方程建立了SA508 Gr.3Cl.1钢的动态再结晶动力学模型。以变形温度和应变速率为变量建立了动态再结晶尺寸模型。研究结果表明:SA508 Gr.3Cl.1钢在高温低应变速率下,更容易发生动态再结晶。在动态再结晶进行充分的情况下,温度越高,应变速率越低,动态再结晶晶粒尺寸越大。动态再结晶尺寸模型计算值与试验值之间的相关系数达0.97。

基于锻后热处理响应的SA508 Gr.3Cl.1钢锻造工艺容限研究

通过平面压缩变形试验研究了热变形对SA508 Gr.3Cl.1钢锻后晶粒尺寸的影响及锻后晶粒尺寸与正火后晶粒尺寸的关系。结果表明,热变形温度和应变量对锻后晶粒尺寸影响较大,而对正火后晶粒尺寸影响不大。正火后晶粒细化均匀,晶粒尺寸约为20μm。根据正火后晶粒度对锻后晶粒度的响应关系,SA508 Gr.3Cl.1钢组织遗传性极小,说明正火后晶粒尺寸对锻后晶粒尺寸不敏感。因此,从晶粒度的角度出发,SA508 Gr.3Cl.1钢锻件锻造过程关注的重点应该是零件形状尺寸,这对降低难成形复杂大锻件的锻造具有重要意义。

ASME SA508 Gr.3 Cl.2管板锻件焊接裂纹分析及预防措施

材料为ASME SA508 Gr.3 Cl.2的锻件表面堆焊镍基合金后容易产生裂纹,基本原因是焊前预热规范、后热时机以及锻件本身有残余应力且氢含量偏高。为了使管板锻件焊后满足质量要求,应考虑锻件本身残余应力及氢含量偏高等因素的基础上。通过理论分析和改进工艺等方式制定并实施合理的焊接技术。分析了管板锻件堆焊后产生缺陷的情况,通过3个原因分析提出有效预防此类缺陷产生的工艺措施。

SA508M.Gr.3CL.2钢锭冶炼生产实践

SA508M.Gr.3CL.2钢主要用于生产制造核电装备的锻件钢锭,其对P、H元素和w(N)/w(Al)比值等要求严格。上海电气上重铸锻有限公司根据此钢种的成分要求,制定了冶炼生产工艺,通过采取严格控制配料、脱磷、脱硫、偏析以及真空脱气等工艺措施,成功生产了460t超大型SA508-3钢钢锭。锻件成品中w(P)≤0.004%、w(S)≤0.002%、w(H)≤0.8×10-6、w(O)<5.0×10^(-6),w(N)/w(Al)比值在0.6~0.9之间,C、Mn、Mo元素偏析控制较好,满足了此钢种的内控成分要求。