CLAM鋼TIG焊組織與性能的研究.pdf

1、由于低活化鐵素體/馬氏體鋼(RAFM)具有較低的輻照腫脹和熱膨脹系數(shù)、較高的熱導率等優(yōu)良的熱物理性能和力學性能，以及相對較為成熟的技術基礎，因此被普遍認為是未來聚變示范堆和聚變動力堆的首選結構材料。中國低活化馬氏體鋼(CLAM)是具有中國自主知識產(chǎn)權的、成分及性能優(yōu)化的RAFM鋼。CLAM鋼被定為中國設計研究的ITER試驗包層模塊的首選結構材料。由于低活化的要求，CLAM鋼和其他低活化鋼一樣，采用W、Ta和V等合金元素來取代常規(guī)鐵素體/

2、馬氏體鋼中的Mo、Nb和Ni等。 本文參考國際上其他RAFM鋼和普通馬氏體鋼的研究方法制定了實驗研究方案，對4mm的CLAM鋼板，使用TIG焊接方法對進行了焊前預熱和未進行焊前預熱的兩種試樣進行了焊接和焊后熱處理處理。利用金相顯微鏡和掃描電鏡觀察了CLAM鋼焊接接頭微觀組織、碳化物分布；利用硬度試驗和拉伸試驗對焊接接頭的硬度及力學性能進行了研究。根據(jù)觀察和測試結果，利用冶金學原理和相關理論對焊接熱循環(huán)、金相組織、碳化物的析出、焊

3、接接頭的力學性能和硬度以及它們間的相互關系進行了研究分析。研究結果表明，受焊接熱循環(huán)和焊后高溫回火處理的影響，焊縫區(qū)和近縫區(qū)的熱影響區(qū)形成了晶粒粗大的板條馬氏體，晶內分布著密度極高的位錯，并且在晶界和馬氏體板條界處析出大量的細小短條形碳化物。較高密度的位錯有利于改善焊縫力學性能，細小的碳化物起到彌散強化作用，且對位錯運動起到阻礙作用。這使得焊縫具有較高的強度和比母材略高的硬度，但是碳化物的析出造成晶格畸變，使得焊縫并沒有出現(xiàn)明顯硬化現(xiàn)象