我國超臨界水堆包殼候選材料之一-----哈氏合金C276
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Hastelloy C-276相近牌號
霆鋼合金
中國
法國
德國
美國
法國
Hastelloy C-276
NS3304
NC17D
W.Nr.2.4819
UNS N10276
NiMo16Cr15
NS334
NiMo16Cr15W
超臨界水冷反應(yīng)堆由于在經(jīng)濟性、技術(shù)成熟性、可持續(xù)性等方面有特殊的優(yōu)勢而被選為最有前景的第 4 代反應(yīng)堆候選堆型之一。由于反應(yīng)堆堆芯出口壓力為 25 MPa 、溫度在 500 ℃以上, 常規(guī)水冷堆使用的鋯合金已不能滿足其包殼材料的要求。因此 , 世界各國開展了對其它材料的研究 , 主要包括 F/ M 鋼、鎳基合金、ODS 化合金、奧氏體不銹鋼等。其中 , 我國將鎳基合金 C276 選定為超臨界水堆包殼的候選材料之一。

國內(nèi)外有關(guān) C276 的研究主要集中在焊接和耐腐蝕性能方面, 有關(guān)力學(xué)性能及相應(yīng)的顯微組織的研究不多 。對 C276 的非均相沉淀進行了電子顯微分析 ,發(fā)現(xiàn) C276 在 700-900 ℃的不同溫度下進行時效處理后 , 產(chǎn)生了μ相、 M 6 C 碳化物和 P 相。研究了 C276 在 600-800 ℃動態(tài)加載時的斷裂方式 , 發(fā)現(xiàn) C276 在 600 ℃動態(tài)加載時的斷口呈延性斷裂 , 在 600 ℃以上動態(tài)加載時的斷口呈沿晶脆性斷裂。 對 C276 高溫拉伸力學(xué)性能進行了試驗 , 發(fā)現(xiàn)C276 在 500-650 ℃下具有優(yōu)異的高溫拉伸強度。因此 , 本研究選取毛雪平高溫拉伸力學(xué)性能試驗中的斷裂試樣 , 觀察斷口附近截面的顯微組織 , 討論 C276 高溫拉伸下的強化機制。
材料 實驗所用材料為德國 ThyseenKruppVDM 公司生產(chǎn)的商用 C276 , 其化學(xué)成分 ( 質(zhì)量分?jǐn)?shù), %)為 :Ni ,58 1 35 ;Cr ,16 1 01 ;Fe ,5 1 41 ;C ,0 1 005 ; Mn , 0 1 29 ; Si , 0 1 05 ; Mo , 16 1 03 ; W ,3 1 23 ;Co ,0 1 07 ;V ,0 1 17 ;P ,0 1 005 ;Cu ,0 1 10 ;S ,0 1 002 。材料先經(jīng)過熱扎而后固溶處理 , 固溶處理的條件為 1 170 ℃保溫 0 1 7 h , 水冷。圖 1示出該試樣的 SEM 顯微形貌 , 可以清楚地看到 , 在大部分奧氏體晶粒內(nèi)部存在退火孿晶。

實驗方法 首先 , 采用平均弦長法 , 利用 OM 觀測晶粒尺寸。然后 , 利用 J EOL JSM 2 64900LV 型SEM 觀察斷口附近截面的顯微組織。最后 , 利用 PANalytical X ’ Pert PRO 型 XRD 和 SEM對斷口附近截面的相和斷裂形貌進行分析。
Hastelloy C-276在常溫下合金的機械性能的最小值
霆鋼合金
抗拉強度σb/MPa
屈服強度σp0.2/MPa
延伸率σ5 /%
布氏硬度 HBS
固溶處理
758
363
62
≤100