哈氏合金C276管道焊接残余应力与变形的有限元分析

针对哈氏合金C276焊接特点,运用有限元分析软件ABAQUS,对哈氏合金C276管道多道焊残余应力进行了有限元模拟。利用单元生死技术,模拟焊缝金属的形成;利用FORTRAN语言编写子程序DFLUX,实现了移动的高斯分布热源;考虑对流、传导、辐射以及高温下的材料性能,获得了残余应力和变形的分布规律。计算结果表明,在焊缝及热影响区,轴向拉应力对内壁裂纹的产生有主要的影响,环向拉应力对外壁裂纹的产生有主要的影响。线能量对温度和变形的影响较大,而对残余应力影响不大。

哈氏合金C276管道的焊接工艺

对哈氏合金 C2

哈氏合金C276管焊接施工技术

分析了哈氏合金Ｃ２７６的成分及焊接性能，据此选用ＥＲＮｉＣｒＭｏ—４ φ２．０ｍｍ焊条，并对焊接要点作了介绍，焊接后，一次合格率为１００％，取得了较好的效果。

镍基合金C276的高温蠕变性能和行为

材料问题尤其是燃料包壳材料是超临界水堆的两大难题之一。文中以包壳候选材料之一镍基合金C276为研究对象，对其在600-750℃／130-500MPa条件下进行高温蠕变试验，考察温度和应力对蠕变过程的影响；分析稳态蠕变速率随应力和蠕变断裂时间的变化规律；揭示了蠕变断裂时问与应力间的关系；并比较了分别由Monkman-Grant经验公式和L．M参数法预测各温度的蠕变寿命的可靠性。结果表明：C276具有良好的高温蠕变性能，且600℃低应力水平及650-750℃下的稳态蠕变速率与所施加的应力在双对数坐标系下呈较好的线性关系，但在600℃高应力水平下偏离了这种线性关系。

C276合金高温拉伸变形的本构方程

采用电子材料试验机,研究C276高温合金在变形温度650℃～750℃、拉伸速度0.35mm/min～35mm/min条件下的高温拉伸变形行为,分析了变形温度、应变速率对C276合金变形行为的作用及影响规律。结果表明,变形温度和应变速率对合金流变应力有显著影响,流变应力随变形温度升高而降低,随应变速率提高而增大。在变形温度700℃、拉伸速度0.35mm/min和3.5mm/min时,曲线呈现出明显的稳态流变应力特征,合金变形机制以动态回复为主;在变形温度750℃时,随着应变量的增加,合金内发生动态再结晶。利用Zener-Hollomon参数建立了C276合金的变形抗力模型,求得变形激活能为327.66kJ/mol。为C276合金的热加工工艺制定,提供了理论和试验的依据。

Corrosion wear synergistic behavior of Hastelloy C276 alloy in artificial seawater

A systematic investigation was carried out to discuss the corrosion and tribocorrosion behaviors of Hastelloy C276 alloy sliding against Al2O3 pin in artificial seawater, using a pin-on-disk tribometer integrated with a potentiostat for electrochemical control. The results show that the great decrease of open circuit potential and three orders of magnitude increase of corrosion current density occur caused by friction. There are clearly synergistic effect between corrosion and wear, resulting in corrosion-induced-wear and wear-induced-corrosion in tribocorrosion process. The contribution of pure mechanical wear to total material loss exceeds 70% in all sliding conditions, so mechanical wear is the dominant factor during tribocorrosion. For considering synergistic effect between corrosion and wear, the contribution of wear-induced-corrosion to total material loss is not very high although corrosion rate is greatly accelerated by friction. The fraction of corrosion-induced-wear to the total material loss is high and in the range of 14.6%-20.5% under all sliding conditions.

应变控制下具有保持时间的镍基合金C276高温低周疲劳实验研究

由于高的热效率和简单的系统组成,超临界水堆已经被选为第4代反应堆概念机组。实现超临界水堆的关键之一是重要部件尤其是燃料组件包壳材料的高温力学性能。该文以镍基合金C276为研究对象,对其进行应变控制下具有保持时间的高温低周疲劳实验研究。实验温度为650℃,对称梯形波,最大拉压应变保持时间分别为0,30s和60s,应变范围均为±0.3%～±0.5%。对镍基合金C276在有应变保持情况下的循环应力特征、应力松弛规律、控制应变与循环应力的关系、应变与寿命的关系进行了分析。实验结果表明:Ni基合金C276为循环硬化材料,应变保持强化了循环硬化效应;给出了有保持情况下的频率修正循环应力-应变关系公式和有应变保持的频率修正应变-寿命公式。

镍基合金C276高温拉伸力学性能的试验分析

在500-650℃高温条件下对镍基合金C276进行了拉伸力学试验．为了准确分析该材料的力学性能，采用真实应力、应变对试验数据进行了处理，分析了温度对弹性模量、屈服应力、断裂强度以及延伸率的影响，给出了该材料在真实应力、应变下各温度的应力-应变硬化系数，以及屈服强度和断裂应力随温度变化的关系曲线．结果表明：镍基合金C276在高温下具有屈服流变现象和良好的塑性．

C276合金的抗辐照性能研究

C276合金为包壳部件的候选材料之一,本文拟对其抗辐照性能进行研究。对C276合金进行质子及多束粒子辐照,利用纳米硬度仪、透射电镜、拉曼成像仪等研究了C276合金在辐照前后的试样。结果表明:在质子及多束粒子辐照下,辐照损伤区域发生C偏析和位错环硬化;在H或He单束辐照条件下,在35.0μm或3.5μm深度处,拉曼光谱中的碳峰相对强度较大且碳峰红移,引起此处的纳米硬度较其他深度处的高;试验得到的损伤峰对应的深度与模拟计算得到的吻合。可推知,C276合金在质子及多束粒子下的辐照硬化是辐照偏析及可能的位错环硬化综合作用的结果。

C276合金高温拉伸强度的显微分析

C276合金具有优异的高温拉伸强度。为研究C276的高温强化机制,利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)方法,分析C276在500～650℃下拉伸断裂的试样。结果表明:C276在500～650℃下拉伸时,随晶粒尺寸的增大,屈服强度先增加后减小,两者不符合Hall-Petch关系。在晶体内观察到了形变孪晶,未发现沉淀相析出。因此,C276在高温下仍是以固溶强化为主,可能兼有孪晶强化,而无细晶强化和沉淀强化的效果。

C276合金的热变形行为(英文)

采用万能材料试验机,研究C276高温合金在变形温度650～750°C、变形速度0.35～35mm/s条件下的高温拉伸变形行为,分析了变形温度、变形速率对 C276 合金变形行为的作用及影响规律。结果表明:变形温度和变形速率对合金流变应力有显著影响,流变应力随着变形温度的升高而降低,随着变形速率的提高而增大。在温度为700°C、应变速率为0.35mm/s和3.5mm/s时,曲线呈现出明显的稳态流变应力特征,合金变形机制以动态回复为主;在温度为 750 °C时,随着应变量的增加,合金内发生动态再结晶。利用Zener-Hollomon参数建立了C276合金的变形抗力模型, 求得变形激活能为327.66kJ/mol。

300M钢激光熔覆C276涂层微观组织和电化学性能

为提升300M钢表面耐腐蚀性,采用NCLT CW-1K固体Nd:YAG激光器系统,利用激光熔覆技术在300M钢表面制备Hastelloy C276涂层,对C276涂层的宏观形貌、物相组成进行表征,利用滑动摩擦磨损机、电化学工作站进行摩擦磨损、电化学测试。结果表明:激光熔覆C276涂层质量良好,C276涂层较基体显微硬度提升1.4倍,但耐磨性低于300M钢基体;涂层腐蚀电位最大,腐蚀电流密度最小,在300M钢表面采用激光熔覆技术制备出C276涂层,显著提升300M钢表面耐蚀性能,为提升材料表面的耐蚀和防腐性能提供新的方案。

镍基合金C276蠕变损伤的实验研究

在650℃、700℃和750℃条件下对超临界水堆（SCWR）包壳候选材料之一镍基合金C276进行高温蠕变试验，采用损伤力学方法对试验数据进行计算分析，分别对由Kachanov和基于θ外推法的Norton蠕变损伤公式计算的损伤因子进行比较。分析结果表明：3种温度下采用Kachanov公式计算的蠕变损伤趋于一致；采用θ外推法拟合的蠕变曲线与试验蠕变曲线吻合很好；Norton公式计算表明损伤开始发生在0．3～0．4寿命左右，Kachanov公式计算的损伤因子偏保守。

C276合金质子辐照损伤模拟及活化分析

C276合金是先进核电站燃料元件包壳的候选材料之一。本工作采用TRIM程序分别计算10和20 MeV质子辐照C276所产生的辐照损伤,比较分析能损、离位原子、DPA等参数分布。同时使用FISPACT-2007程序进行活化计算,对放射性活度、衰变余热及接触剂量率等参数进行了详细分析。结果表明:辐照损伤主要来自电子能损的贡献,高能质子与靶原子发生碰撞的几率较低。C276经同种能量质子辐照后,活化特性随着辐照时间的增长而增加。辐照时间相同时,高能质子会对材料产生更大的影响。本工作为后续的辐照损伤分子动力学模拟及计划开展的质子辐照实验提供支持。

C276镍基合金中子辐照活化计算分析

采用欧洲活化程序EASY-2007对C276的活化特性进行了活化计算与分析。计算所需中子能谱选取总中子通量约为2.47×1016n/cm2/s的瓦特裂变谱,辐照时间选取了0.5年、1年和1.5年三种情况。活化计算结果包括辐照停堆后不同冷却时间内C276活化产生的放射性活度、衰变余热及接触剂量率等。另外,本文将C276的活化特性与Zr-4及M5包壳材料作了初步的比较分析。结果表明,从中子活化角度看,C276与Zr-4相比并没有优势,但与M5相比还是有一定优势存在的。

哈氏合金Hastelloy C276在醋酸高速泵中的应用

简述醋酸装置用高速泵(部分流泵)具有结构紧凑和耐腐蚀性强等特点。介绍该泵所用的哈氏合金Hastelloy C276材料的机械加工和耐腐蚀等相关性能。选用该材料制造的醋酸高速泵,可以满足对材料可靠性和经济性兼济的要求。

哈氏合金C-276材料在化工压力容器中的应用

介绍了哈氏合金C-276优良的耐腐蚀性能,并对C-276材料制成的化工压力容器的焊接特点、焊接材料、焊接接头型式及化工容器结构设计提出了某些建议。

C276/304L爆炸焊接复合板界面熔化区微观组织及形成过程

目的探究C276/304L异种金属爆炸焊接过程中温度变化历程与界面微观组织形成的关系。方法利用爆炸焊接工艺获得结合良好的复合板,观察测量复合界面的微观组织和显微硬度分布。运用ANSYS/AUTODYN数值模拟对界面形成过程进行分析,探究界面温度场变化与熔化区组织形成的内在联系。结果对比模拟结果发现,界面在复合过程中存在高应变率及严重塑性变形而经历快速升温,界面升温速率可达2.35×10^9℃/s,这将导致局部区域材料发生熔化和混合,并在旋转作用下形成漩涡;而后经历快速冷却过程,冷却速率可达107~109℃/s,形成独特的熔化区组织。高温高压及高塑性变形导致熔化层产生的同时,对界面附近硬度也会产生影响。结论熔化区组织的形成与复合过程中的高升温速率及冷却速率有关,同时界面因剧烈变形产生应变硬化。

铸铁表面激光熔覆哈氏合金C276组织及性能

目的提高铸铁表面耐磨、耐腐蚀性能。方法采用激光熔覆技术在铸铁表面制备哈氏合金C276涂层,采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)研究其显微组织、化学成分、相组成。通过摩擦磨损试验机和电化学试验站,对基体和熔覆层的摩擦磨损性能及耐腐蚀性能进行测试。结果熔覆层中有析出性气孔,未见裂纹。在激光高温热源的作用下,熔覆层中的合金元素扩散到了铸铁基体中,且过渡平稳,形成了良好的冶金结合,在界面处形成了马氏体和莱氏体。熔覆层主相为γ-Ni及Ni_6Mo_(6C)、M_(6C)(Ni_(3)Mo_(3C)、Ni_(2)W_4C)等碳化物。熔覆层从底部到顶部依次形成了平面晶、胞状晶、柱状树枝晶、发达树枝晶、胞状树枝晶和少量等轴树枝晶。熔覆层的平均硬度为370HV_(0.2),平均摩擦系数为0.28,1 h的磨损量为0.081 g,自腐蚀电位E_(corr)为-0.32 V,自腐蚀电流密度J_(corr)为8.51×10^(-7) A/cm^(2)。基体的耐磨性较差,腐蚀倾向较大,平均硬度为180HV_(0.2),平均摩擦系数为0.34,1 h的磨损量为0.318 g,自腐蚀电位E_(corr)为-0.79 V,自腐蚀电流密度J_(corr)为3.31×10^(-6)A/cm^(2)。结论在铸铁表面采用激光熔覆技术制备C276哈氏合金涂层,成形效果良好,耐磨性能和耐腐蚀性能显著提高。