核反應堆容積式換熱器鍛件用SA508系列鋼的比較和分析
試驗科(ke)學(xue)研究核反應(ying)堆容量式熱交(jiao)換(huan)(huan)器鍛件用(yong)SA508系(xi)列產(chan)品鋼的較(jiao)為(wei)跟(gen)分(fen)析陳紅宇杜軍毅鄧(deng)劉亞宋青(qing)坪應(ying)堆容量式熱交(jiao)換(huan)(huan)器鍛件用(yong)SA508系(xi)列產(chan)品鋼，分(fen)析了(le)鋁(lv)合金原素對鋼的結(jie)構力學(xue)功能、熱學(xue)平衡態進行析出(chu)相(xiang)、碳當量、淬(cui)透(tou)指數值跟(gen)噴焊(han)層(ceng)裂痕比(bi)較(jiao)敏感指數的危害，為(wei)SA508不一樣等級鋼冶煉廠時實控成分(fen)的選擇跟(gen)進一步觀念(nian)SA508系(xi)列產(chan)品鋼提(ti)供(gong)了(le)。
伴(ban)隨(sui)著電(dian)(dian)力工程需要的一(yi)直加(jia)，世界(jie)各地在加(jia)核(he)(he)電(dian)(dian)廠總數的另外，也在一(yi)直發展(zhan)核(he)(he)反應堆(dui)(dui)單堆(dui)(dui)容積，而單堆(dui)(dui)容積的加(jia)，難以(yi)避免地造(zao)成核(he)(he)容量式熱交換器的進口替代。從核(he)(he)器皿(min)商業保(bao)險(xian)性(xing)跟合理性(xing)考慮到，應盡量避免裝焊、聯接時的焊接長短，因(yin)(yin)而核(he)(he)電(dian)(dian)廠鍛件向統(tong)一(yi)化方位(wei)發展(zhan)趨勢。之上原因(yin)(yin)以(yi)至鍛件薄厚一(yi)直大，質量一(yi)直發展(zhan)。
SA508系(xi)列產(chan)品(pin)鋼是伴隨著核(he)反應(ying)堆容量式(shi)(shi)熱(re)交換器的(de)進(jin)口(kou)替代跟統一(yi)化(hua)發展(zhan)趨勢(shi)起來的(de)，好用于(yu)生產(chan)制造核(he)反應(ying)堆容量式(shi)(shi)熱(re)交換器機蓋(gai)、筒節、法蘭盤、封一(yi)等鍛件。文中根據(ju)較為跟分析SA508系(xi)列產(chan)品(pin)鋼的(de)發展(zhan)趨勢(shi)跟變(bian)動(dong)，為進(jin)一(yi)步觀(guan)念SA508系(xi)列產(chan)品(pin)鋼跟工程項目運(yun)用提供。
1SA508系列(lie)產(chan)品(pin)鋼的成(cheng)分(fen)跟(gen)結構力學功(gong)能要求11成(cheng)分(fen)5級(ji)(ji)的成(cheng)分(fen)。從(cong)關鍵(jian)成(cheng)份看，1級(ji)(ji)跟(gen)1A級(ji)(ji)，2級(ji)(ji)跟(gen)3級(ji)(ji)，4N功(gong)能科學研(yan)究。
級(ji)(ji)跟(gen)5級(ji)(ji)的成分(fen)較為面臨。1跟(gen)1A級(ji)(ji)屬C制I鋼，2級(ji)(ji)在1跟(gen)1A級(ji)(ji)大部分(fen)加了
C、NiMo著陸了(le)Mn；3級(ji)在2級(ji)的大部(bu)分稍微調(diao)濟了(le)CsNiMo 4N跟5級(ji)在3級(ji)大部(bu)分加C
R、Ni另外(wai)著陸了(le)Mn含量。
2結構(gou)力(li)學功(gong)能為了(le)更(geng)好(hao)地融(rong)(rong)入(ru)核反應堆(dui)單堆(dui)輸(shu)出功(gong)率大(da)(da)的需(xu)要(yao)(yao)(yao)(yao)，核反應堆(dui)容量式熱交換器的操作(zuo)溫度(du)跟(gen)壓力(li)一直發展(zhan)(zhan)，這就需(xu)要(yao)(yao)(yao)(yao)鍛(duan)件抗壓強(qiang)度(du)一直加。為了(le)更(geng)好(hao)地確(que)保器皿的商業保險性(xing)，鍛(duan)件的超(chao)低(di)(di)溫延展(zhan)(zhan)性(xing)要(yao)(yao)(yao)(yao)求(qiu)也在發展(zhan)(zhan)。SA508系列產(chan)品鋼恰好(hao)是為了(le)更(geng)好(hao)地融(rong)(rong)入(ru)之上(shang)要(yao)(yao)(yao)(yao)求(qiu)發展(zhan)(zhan)趨勢的。表(biao)(biao)2表(biao)(biao)3列舉了(le)SA508系列產(chan)品鋼1~5級(ji)的拉(la)伸(shen)機能跟(gen)夏(xia)比V型沖擊(ji)性(xing)功(gong)能要(yao)(yao)(yao)(yao)求(qiu)，從結構(gou)力(li)學功(gong)能要(yao)(yao)(yao)(yao)求(qiu)看，抗壓強(qiang)度(du)要(yao)(yao)(yao)(yao)求(qiu)愈來愈高，塑性(xing)變形指(zhi)標值變動并不大(da)(da)，斷裂韌性(xing)要(yao)(yao)(yao)(yao)求(qiu)愈來愈高，特(te)別是在注重了(le)對超(chao)低(di)(di)溫延展(zhan)(zhan)性(xing)的要(yao)(yao)(yao)(yao)求(qiu)。
SA508系(xi)(xi)列(lie)產品鋼(gang)的(de)較(jiao)為21熱學(xue)分析熱學(xue)分析做為材料科學(xue)研究的(de)方(fang)式，是(shi)根(gen)據(ju)籌算(suan)管(guan)理體(ti)系(xi)(xi)吉布斯活(huo)化能(neng)(neng)的(de)小值來意料材料中很(hen)有(you)(you)可(ke)能(neng)(neng)表(biao)(biao)1 SA508系(xi)(xi)列(lie)產品鋼(gang)的(de)成分原素(su)SA508系(xi)(xi)列(lie)產品鋼(gang)1級(ji)(ji)1A級(ji)(ji)2級(ji)(ji)3級(ji)(ji)4N級(ji)(ji)5級(ji)(ji)表(biao)(biao)2 SA508系(xi)(xi)列(lie)產品鋼(gang)的(de)拉伸(shen)機能(neng)(neng)要(yao)求(qiu)類(lei)別1跟(gen)1A級(ji)(ji)2跟(gen)3級(ji)(ji)1類(lei)2跟(gen)3級(ji)(ji)2類(lei)4N跟(gen)5級(ji)(ji)1類(lei)4N跟(gen)5級(ji)(ji)2類(lei)4N級(ji)(ji)3類(lei)抗(kang)壓(ya)強度(du)MPa妥協抗(kang)壓(ya)強度(du)MPa增加率面縮率表(biao)(biao)3 SA508系(xi)(xi)列(lie)產品鋼(gang)的(de)夏比V型沖擊性要(yao)求(qiu)類(lei)別一(yi)組三個試件的(de)少均(jun)勻值/J一(yi)個試件的(de)限/J注：一(yi)組內只(zhi)有(you)(you)一(yi)個試件很(hen)有(you)(you)可(ke)能(neng)(neng)小于少均(jun)勻值。
存有(you)的(de)熱(re)學平(ping)衡(heng)相(xiang)，另外很有(you)可能籌算每個平(ping)衡(heng)相(xiang)伴(ban)溫度的(de)變(bian)動狀況跟平(ping)衡(heng)相(xiang)的(de)構(gou)成等。陳紅(hong)宇、劉正東、林肇杰(jie)等運用(yong)Themo-Calc熱(re)學分析(xi)(xi)手機軟件分析(xi)(xi)了SA508-3鋼平(ping)衡(heng)相(xiang)變(bian)化的(de)熱(re)學過程。結果顯示，SA508-3鋼熱(re)學平(ping)衡(heng)相(xiang)關(guan)鍵是鋁合(he)金滲(shen)碳(tan)體、M7C3及Mo的(de)滲(shen)碳(tan)體，MnM
O、Cr融(rong)入滲碳體產(chan)生(sheng)鋁合金滲碳體，另外創造發明Mo含量較高(gao)時，在一定溫度范(fan)圍內有M02C進(jin)行析(xi)出。
由(you)于(yu)鍛(duan)件薄厚越來越大(da)，為了更好地發(fa)展鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)淬(cui)透性(xing)，鋁(lv)(lv)(lv)(lv)合(he)(he)金(jin)含量在一直發(fa)展。鋁(lv)(lv)(lv)(lv)合(he)(he)金(jin)原(yuan)素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)添加，一方面(mian)發(fa)展了鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)淬(cui)透性(xing)，另外一些原(yuan)素(su)將融(rong)入(ru)滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)體產生鋁(lv)(lv)(lv)(lv)合(he)(he)金(jin)滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)體，鋁(lv)(lv)(lv)(lv)合(he)(he)金(jin)滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)體中(zhong)(zhong)鋁(lv)(lv)(lv)(lv)合(he)(he)金(jin)原(yuan)素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不一樣將危害(hai)滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)體的(de)(de)(de)(de)(de)(de)堅固性(xing)進而危害(hai)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)運用功(gong)能(neng)(neng)。由(you)于(yu)1跟1A級(ji)(ji)中(zhong)(zhong)Mn含量較高，因此(ci) 1跟1A級(ji)(ji)鋼(gang)中(zhong)(zhong)融(rong)入(ru)滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)體的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋁(lv)(lv)(lv)(lv)合(he)(he)金(jin)原(yuan)素(su)關鍵是Mn2跟3級(ji)(ji)鋼(gang)鋁(lv)(lv)(lv)(lv)合(he)(he)金(jin)滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)體中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋁(lv)(lv)(lv)(lv)合(he)(he)金(jin)原(yuan)素(su)將以(yi)MnMoCr為主導(dao)，在其中(zhong)(zhong)Cr的(de)(de)(de)(de)(de)(de)含量較為低；4N級(ji)(ji)跟5級(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋁(lv)(lv)(lv)(lv)合(he)(he)金(jin)滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)體中(zhong)(zhong)融(rong)入(ru)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Cr將大(da)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)加。由(you)于(yu)Cr與C的(de)(de)(de)(de)(de)(de)融(rong)合(he)(he)才(cai)能(neng)(neng)比Mn強，因此(ci) 4N跟5級(ji)(ji)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋁(lv)(lv)(lv)(lv)合(he)(he)金(jin)滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)體變大(da)基材的(de)(de)(de)(de)(de)(de)變形抵抗力，很有可能(neng)(neng)發(fa)展鋼(gang)運用時的(de)(de)(de)(de)(de)(de)堅固性(xing)。
22成(cheng)分(fen)的(de)(de)(de)較為從SA508系列產品鋼的(de)(de)(de)發展(zhan)(zhan)趨勢(shi)看來，著(zhu)陸(lu)C含(han)量(liang)、發展(zhan)(zhan)Ni含(han)量(liang)是(shi)核(he)反(fan)應堆(dui)容量(liang)式(shi)熱交換器鍛件用鋼的(de)(de)(de)發展(zhan)(zhan)趨向。C是(shi)確(que)保(bao)抗壓(ya)強度(du)要求(qiu)的(de)(de)(de)關鍵原素，由于C分(fen)子(zi)屬間隙型分(fen)子(zi)，大C含(han)量(liang)將(jiang)使延(yan)展(zhan)(zhan)性(xing)著(zhu)陸(lu)、Tndt上(shang)升(sheng)，另外C含(han)量(liang)過高著(zhu)陸(lu)鋼的(de)(de)(de)可(ke)鍛性(xing)，因而在確(que)保(bao)抗壓(ya)強度(du)的(de)(de)(de)前提條件下應盡量(liang)的(de)(de)(de)選(xuan)擇較低的(de)(de)(de)C含(han)量(liang)。Ni熱處理回(hui)火到鐵素體直(zhi)接強化功效較小，但Ni能發展(zhan)(zhan)C的(de)(de)(de)活度(du)，強C分(fen)子(zi)在織構四(si)周(zhou)的(de)(de)(de)偏聚，防礙織構移動，進而具有(you)(you)間接性(xing)固(gu)溶(rong)強化功效，在加強的(de)(de)(de)另外，能使鐵素體延(yan)展(zhan)(zhan)性(xing)尤其是(shi)超低溫延(yan)展(zhan)(zhan)性(xing)發展(zhan)(zhan)，因此 將(jiang)Ni含(han)量(liang)掌權(quan)在成(cheng)份范圍的(de)(de)(de)限制對發展(zhan)(zhan)鍛件的(de)(de)(de)功能是(shi)有(you)(you)益的(de)(de)(de)。
加強(qiang)基(ji)材的(de)(de)功效，殊不(bu)知在(zai)(zai)(zai)(zai)015%~040%的(de)(de)范圍內(nei)加強(qiang)功效較(jiao)差。研究表明，在(zai)(zai)(zai)(zai)含(han)(han)Ni鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)，Si表明為脆(cui)化元(yuan)素(su)，Si與Ni―起在(zai)(zai)(zai)(zai)原馬氏體位(wei)錯(cuo)造(zao)成(cheng)(cheng)偏(pian)聚(ju)(ju)，造(zao)成(cheng)(cheng)位(wei)錯(cuo)粘結力著陸(lu)，加了淬火延(yan)性(xing)，另外Si在(zai)(zai)(zai)(zai)鑄鋼(gang)(gang)(gang)(gang)件凝結過(guo)程中(zhong)會造(zao)成(cheng)(cheng)縮松，因(yin)而，在(zai)(zai)(zai)(zai)冶(ye)煉(lian)廠時Si的(de)(de)成(cheng)(cheng)份(fen)范圍掌權(quan)在(zai)(zai)(zai)(zai)1~ 4N級(ji)的(de)(de)中(zhong)低(di)限比(bi)較(jiao)合(he)適(shi)。Mn很有(you)可能(neng)強(qiang)的(de)(de)發展(zhan)(zhan)(zhan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)淬透性(xing)，另外Mn跟Ni―樣很有(you)可能(neng)加強(qiang)基(ji)材、使鐵素(su)體延(yan)展(zhan)(zhan)(zhan)性(xing)尤其(qi)是超低(di)溫延(yan)展(zhan)(zhan)(zhan)性(xing)發展(zhan)(zhan)(zhan)，殊不(bu)知Mn的(de)(de)不(bu)良影響比(bi)Ni要低(di)得多。SA508鋼(gang)(gang)(gang)(gang)1~3級(ji)中(zhong)Mn含(han)(han)量(liang)在(zai)(zai)(zai)(zai)加，4N跟5級(ji)里將Mn含(han)(han)量(liang)著陸(lu)到020%~040%.研究表明，Mn會促使P跟其(qi)他殘(can)渣(zha)分子在(zai)(zai)(zai)(zai)原奧氏類別2級(ji)體位(wei)錯(cuo)造(zao)成(cheng)(cheng)偏(pian)聚(ju)(ju)，著陸(lu)位(wei)錯(cuo)粘結力，加淬火延(yan)性(xing)，為了更好(hao)地填補這一問題(ti)，從2級(ji)開始發展(zhan)(zhan)(zhan)了Mo含(han)(han)量(liang)，根(gen)(gen)據Mo的(de)(de)熱(re)處理回火抑制P跟其(qi)他殘(can)渣(zha)分子的(de)(de)位(wei)錯(cuo)偏(pian)聚(ju)(ju)，因(yin)而，2級(ji)跟3級(ji)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)將Mn掌權(quan)在(zai)(zai)(zai)(zai)成(cheng)(cheng)份(fen)范圍的(de)(de)限制對功能(neng)的(de)(de)發展(zhan)(zhan)(zhan)是有(you)益的(de)(de)。Cr能(neng)發展(zhan)(zhan)(zhan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)洋透性(xing)，融入滲碳體又(you)能(neng)發展(zhan)(zhan)(zhan)滲碳體的(de)(de)堅固性(xing)，因(yin)此(ci) 根(gen)(gen)據發展(zhan)(zhan)(zhan)Cr含(han)(han)量(liang)來(lai)填補4N跟5級(ji)中(zhong)Mn著陸(lu)對鋼(gang)(gang)(gang)(gang)淬透性(xing)的(de)(de)危(wei)害(hai)對鍛件運用功能(neng)是有(you)益的(de)(de)。
Mo很(hen)有(you)(you)可(ke)能(neng)發展淬透性(xing)、耐溫性(xing)跟(gen)減少淬火延性(xing)。2級為了更好地融入(ru)鍛(duan)件高溫運用的(de)要求在1跟(gen)1A級的(de)大部分(fen)將Mo含(han)量(liang)發展到0 55%~070%，3級跟(gen)4N級將含(han)量(liang)降為Q45%~060%，5級將Mo的(de)低限進(jin)一(yi)步(bu)著(zhu)陸(lu)。研究表明，Mo含(han)量(liang)過(guo)高時(shi)將在淬火過(guo)程(cheng)中(zhong)進(jin)行析出(chu)MC針，以至基材(cai)中(zhong)Mo含(han)量(liang)著(zhu)陸(lu)，而(er)基材(cai)中(zhong)的(de)Mo有(you)(you)抑制
P、
S、As等殘(can)渣分子偏聚的(de)功效(xiao)，因此 Mo含(han)量掌權在3級(ji)(ji)跟4N級(ji)(ji)的(de)中限比較合適。
3電(dian)(dian)焊(han)焊(han)接性、淬(cui)(cui)(cui)透(tou)(tou)(tou)性跟噴焊(han)層裂痕敏客觀(guan)的(de)(de)較為電(dian)(dian)焊(han)焊(han)接性的(de)(de)評定某些采用碳當量Cq：鉻、鉬、錳、鎳是發展大中(zhong)型鍛件淬(cui)(cui)(cui)透(tou)(tou)(tou)性的(de)(de)原素(su)(su)，科學(xue)研究除碳之外的(de)(de)提升原素(su)(su)對(dui)淬(cui)(cui)(cui)透(tou)(tou)(tou)性的(de)(de)危害，獲得淬(cui)(cui)(cui)透(tou)(tou)(tou)指(zhi)(zhi)數值Df，即：上(shang)1意味著不用鋁合金原素(su)(su)時淬(cui)(cui)(cui)透(tou)(tou)(tou)性指(zhi)(zhi)數值，原素(su)(su)后邊的(de)(de)括弧及(ji)百分號說明該原素(su)(su)的(de)(de)含量以百分之含量籌算。
Ti有緊密關系，某些(xie)表明(ming)以下：式，籌算了2~5級(ji)鋼(gang)的(de)C
Q、Df，Psr.由于V含量較為低，在Cq中不(bu)考慮到V；由于鋼中的
P、S>V含量較(jiao)為(wei)低(di)，在(zai)籌算Df不(bu)考慮到
P、
S、V；由于C
U、NbTi含量較(jiao)低，因此 Psr中僅考(kao)慮(lv)到(dao)了CrM
O、V，由(you)于V是(shi)營養元素，另(ling)外籌算(suan)(suan)了不(bu)V時(shi)的Psr，結(jie)果如表(biao)4從(cong)籌算(suan)(suan)結(jie)果很有(you)可能(neng)(neng)看(kan)得(de)出(chu)，2級(ji)(ji)跟(gen)(gen)3級(ji)(ji)的電焊(han)(han)焊(han)(han)接性能(neng)(neng)比4N級(ji)(ji)跟(gen)(gen)5級(ji)(ji)精(jing)湛，殊不(bu)知4N級(ji)(ji)跟(gen)(gen)5級(ji)(ji)的淬(cui)透(tou)指數值比2級(ji)(ji)跟(gen)(gen)3級(ji)(ji)要高得(de)多(duo)。噴(pen)(pen)焊(han)(han)層裂(lie)痕(hen)比較敏(min)感(gan)指數以3級(ji)(ji)少(shao)，4N級(ji)(ji)跟(gen)(gen)5級(ji)(ji)較為高，關鍵是(shi)由(you)于Cr含(han)(han)量較高，因(yin)而4N級(ji)(ji)跟(gen)(gen)5級(ji)(ji)鋼對焊(han)(han)接技巧(qiao)跟(gen)(gen)噴(pen)(pen)焊(han)(han)層材料明確提出(chu)了高些要求，發展焊(han)(han)接技巧(qiao)跟(gen)(gen)改善噴(pen)(pen)焊(han)(han)層材料的裂(lie)痕(hen)敏(min)客(ke)觀是(shi)運用4N級(ji)(ji)跟(gen)(gen)5級(ji)(ji)鍛(duan)件的前提條件。由(you)于Cr在發展淬(cui)透(tou)性層面(mian)有(you)有(you)益(yi)的層面(mian)，對電焊(han)(han)焊(han)(han)接性跟(gen)(gen)噴(pen)(pen)焊(han)(han)層裂(lie)痕(hen)敏(min)客(ke)觀又有(you)不(bu)好的層面(mian)，因(yin)此 4N級(ji)(ji)跟(gen)(gen)5級(ji)(ji)鋼冶煉廠時(shi)對Cr含(han)(han)量的掌權要考(kao)慮到(dao)兩層面(mian)的危害。
表(biao)4跟PSR的(de)(de)籌算結果2級(ji)跟3級(ji)的(de)(de)碳當量(liang)、淬(cui)(cui)透指(zhi)(zhi)數值相(xiang)仿，3級(ji)的(de)(de)噴焊層裂痕比較敏(min)感(gan)指(zhi)(zhi)數比2級(ji)小得(de)多，因此 3級(ji)鋼的(de)(de)綜(zong)合性(xing)功能(neng)是比較精湛(zhan)的(de)(de)。4N級(ji)跟5級(ji)的(de)(de)淬(cui)(cui)透指(zhi)(zhi)數值弘(hong)遠于2級(ji)跟3級(ji)，因此 4N級(ji)跟5級(ji)合適(shi)超厚(hou)超大型(xing)鍛件。
3觀點根據(ju)較(jiao)為sA508系列產(chan)品鋼(gang)(gang)(gang)(gang)成分(fen)、結構力學(xue)(xue)功能、電焊焊接性、淬(cui)透性跟(gen)噴(pen)焊層裂(lie)痕敏(min)(min)客觀的(de)變動，分(fen)析了(le)鋁(lv)合(he)金原素對鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)結構力學(xue)(xue)功能、熱學(xue)(xue)平衡態進行析出相(xiang)、碳當量、淬(cui)透指(zhi)數值跟(gen)噴(pen)焊層裂(lie)痕比較(jiao)敏(min)(min)感指(zhi)數的(de)危害，基本(ben)懂了(le)不(bu)一(yi)樣(yang)等級(ji)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)各鋁(lv)合(he)金原素起著的(de)功效，為sA508不(bu)一(yi)樣(yang)等級(ji)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)冶煉廠時實控(kong)成分(fen)的(de)選(xuan)擇(ze)跟(gen)進一(yi)步觀念sA508系列產(chan)品鋼(gang)(gang)(gang)(gang)提供了(le)
