论文部分内容阅读
能源问题越来越受到人类的重视,ITER计划是人类迄今为止最大的国际合作项目之一,它旨在在地球上第一次实现可控核聚变,而聚变堆用结构材料是实现可控核聚变的瓶颈之一。低活化铁素体/马氏体钢RAFM由于其自身特殊的优点,被选为未来聚变示范堆和第一座聚变动力堆的首选结构材料。本论文通过热处理对RAFM进行改性,并对其微观组织和力学性能进行了研究。通过化学分析方法,测得RAFM钢的成分含量(wt%)为C0.10,Cr8.89,W1.53,Mn0.388,V0.213,Ta<0.1,P0.007,S0.0053,B0.0008。不同的热处理工艺对RAFM钢的组织和性能影响很大,基于静力韧度最高和良好塑性的评定标准,确定了RAFM钢的热处理工艺为,1000℃保温30分钟空冷+740℃保温90分钟空冷。由拉伸试样断面宏观及微观形貌可以看出RAFM钢的断裂机理属于微孔聚集型断裂。随回火温度升高断口微观形貌发生变化,650℃以上回火的试样纤维区韧窝的尺寸变得细小,且剪切唇区域的韧窝也由浅变深,说明第二相粒子变得细小而均匀,材料塑性在慢慢变好。对1000℃保温30分钟空冷+740℃保温90分钟空冷的试样进行了微观组织观察,高温拉伸实验,夏比低温冲击实验等,可以看出材料的微观组织为回火马氏体,并且在马氏体晶粒内存在大量位错亚结构。室温屈服强度为485MPa,抗拉强度为650MPa,延伸率为27%,断面收缩率为72%。600℃时的屈服强度为310.9MPa,抗拉强度为323.5MPa,延伸率为25%,断面收缩率为87.1%,可见该材料在高温也具有优良的韧性。由夏比低温冲击实验得出,RAFM的塑脆转变温度(DBTT)大约在-80℃附近,且冲击吸收功在室温时达到180J,可见该材料具有很好的冲击韧性及较低的塑脆转变点。