核電站用304不銹鋼焊接接頭組織和應(yīng)力腐蝕行為研究.pdf

1、隨著社會的不斷發(fā)展，能源的需求也不斷增大，傳統(tǒng)的能源如煤，石油等，屬于不可再生資源，過渡開采和消耗會造成不可修復(fù)的損失。而且傳統(tǒng)能源的燃燒會排放大量污染氣體，對環(huán)境造成損害。因此，核能作為一種新型清潔能源，受到人們的重視。但是，核電安全也是威脅人類生命財產(chǎn)安全的一項隱患。在眾多核電事故中，應(yīng)力腐蝕開裂是核電結(jié)構(gòu)材料失效的主要形式之一。因此，本文研究了常用的核電結(jié)構(gòu)材料304不銹鋼焊接接頭組織以及它們在典型核電環(huán)境中的應(yīng)力腐蝕開裂行為特征

2、，為其機理研究和防護奠定了基礎(chǔ)。
　　首先，通過對材料進行化學(xué)成分、金相組織、物相、元素偏析、硬度、空氣拉伸性能、腐蝕性能分析，為后面材料應(yīng)力腐蝕行為的研究做了鋪墊。實驗結(jié)果表明，手工電弧焊焊接接頭和氬弧焊焊接接頭焊縫區(qū)的組織成分相似，但是尺寸和分布情況不同。兩種焊接接頭的δ鐵素體含量有差別。XRD和能譜結(jié)果顯示，焊縫區(qū)沒有生成有害相，元素也未發(fā)生偏移，不會影響應(yīng)力腐蝕行為。手工電弧焊焊接接頭的硬度高于氬弧焊焊接接頭，而空氣中的拉

3、伸壽命低于氬弧焊焊接接頭。電化學(xué)實驗結(jié)果表明，氬弧焊焊接接頭的耐蝕性能最差，母材的最好，手工電弧焊焊接接頭居中。
　　采用電化學(xué)噪聲和聲發(fā)射，研究了焊接接頭在4mol/L NaCl+0.01mol/LNa2S2O3（高濃度Cl-）和0.5mol/L NaCl+l.5mol/L H2SO4（高濃度H+）溶液中的應(yīng)力腐蝕行為。結(jié)果表明，由于兩種焊接接頭的組織相似，因此在溶液中的應(yīng)力腐蝕行為類似。而由于焊接接頭焊縫區(qū)的組織粗細程度及分布

4、形式不同，因此發(fā)生應(yīng)力腐蝕的難易程度及腐蝕速率有差別。在高濃度Cl-溶液中的應(yīng)力腐蝕主要是拉伸初期的鈍化膜破裂與修復(fù)，塑性變形之后點蝕萌生，隨著拉伸進行，點蝕擴展為裂紋，大量小裂紋相互連接直到斷裂。在高濃度H+溶液中的應(yīng)力腐蝕過程前期與高濃度Cl-溶液中類似，但是在拉伸后期，試樣的腐蝕由局部轉(zhuǎn)為均勻，發(fā)生全面的均勻腐蝕。電化學(xué)噪聲和聲發(fā)射信號可以很好地表征整個應(yīng)力腐蝕過程。小波分型維數(shù)和聲發(fā)射聚類結(jié)果在兩種應(yīng)力腐蝕過程中包含的腐蝕形態(tài)上