熔鹽堆是GIF（Generation IV International Forum）推薦開發(fā)的六個候選第四代核反應系統(tǒng)之一。作為一種液態(tài)燃料堆，反應堆的結(jié)構(gòu)支撐材料需要面對高溫，強輻照以及高溫氟化鹽強腐蝕的復雜工況。Hastelloy N合金是橡樹嶺國家實驗室為MSRE項目（Molten Salt Reactor Experimental）設計研發(fā)的核反應堆結(jié)構(gòu)材料。作為熔鹽堆的主要候選材料，Hastelloy N合金在長期高溫工況下的熱穩(wěn)定性將是影響反應堆使用壽命的關鍵問題。而硅的含量又決定了Hastelloy N合金中碳化物的類型，進而影響合金力學性能的穩(wěn)定性�；谝陨媳尘埃疚臄M研究硅添加對GH3535合金熱暴露后的組織和力學性能的影響。本文通過控制合金中的硅成分，結(jié)合掃描電鏡（SEM）、透射電鏡（TEM）、X射線衍射（XRD）及力學拉伸測試機等多種研究手段，研究了不同硅成分對合金中碳化物種類和形狀的影響；硅添加對M6C碳化物析出和分解行為的影響；硅添加對合金長期高溫時效后組織的演化和力學性能的影響。主要研究成果如下：通過觀察不同硅成分GH3535合金的鑄態(tài)顯微組織發(fā)現(xiàn)隨著硅含量... 

【文章頁數(shù)】：108 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
目錄
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 熔鹽堆中的結(jié)構(gòu)材料問題
        1.2.1 主要候選材料 Hastelloy N 合金
        1.2.2 Hastelloy N 合金的研究進展及問題
    1.3 碳化物的種類及其對鎳基高溫合金力學性能的影響
    1.4 硅對合金的影響
        1.4.1 硅對其他合金的影響
        1.4.2 硅對 Hastelloy N 合金的影響
    1.5 研究內(nèi)容及意義
第二章 研究方案與實驗方法
    2.1 研究方案
    2.2 實驗材料和制備方法
    2.3 實驗設備及分析測試方法
        2.3.1 萃取粉末 XRD 衍射實驗
        2.3.2 相變測試
        2.3.3 Thermal-calc 熱力學模擬
        2.3.4 熱處理實驗
        2.3.5 組織形貌分析
        2.3.6 高溫拉伸試驗及斷口形貌觀察
        2.3.7 洛氏硬度測試
第三章 硅對 GH3535 合金中碳化物相變的影響
    3.1 引言
    3.2 硅對 GH3535 合金鑄態(tài)組織中碳化物類型的影響
    3.3 硅對變形 GH3535 合金熱暴露后晶界 M2C 和 M6C 的演變規(guī)律的影響
        3.3.1 變形 GH3535 合金固溶處理后的顯微結(jié)構(gòu)
        3.3.2 0.5%Si 標準合金中 M6C 碳化物的析出行為
        3.3.3 無硅合金中 M2C 碳化物的析出和分解行為
        3.3.4 變形 GH3535 合金萃取碳化物粉末 XRD 分析
        3.3.5 碳化物穩(wěn)定性討論與分析
    3.4 小結(jié)
第四章 硅對GH3535 合金中初生 M6C 碳化物析出和分解行為及其對合金力學性能的影響
    4.1 引言
    4.2 硅對 GH3535 合金中初生 M6C 碳化物析出和分解行為的影響
        4.2.1 硅對固溶狀態(tài) GH3535 顯微組織中初生 M6C 碳化物的影響
        4.2.2 硅對 M6C 碳化物熱穩(wěn)定性的影響
    4.3 GH3535 合金體系中 M6C 碳化物 Thermo-Calc 熱力學計算模擬
    4.4 初生 M6C 碳化物對 GH3535 合金拉伸性能的影響
    4.5 含硅 M6C 鏈狀碳化物對 GH3535 高溫合金晶粒大小及硬度的影響
        4.5.1 高溫熱暴露對合金晶粒尺寸的影響
        4.5.2 含硅鏈狀碳化物對硬度的影響
第五章 硅對 GH3535 合金長期熱暴露化物粗化和拉伸性能的影響
    5.1 引言
    5.2 硅對 GH3535 合金長期熱暴露后碳化物粗化的影響
        5.2.1 固溶處理狀態(tài) GH3535 高溫合金的背散射顯微結(jié)構(gòu)
        5.2.2 長期時效后 GH3535 高溫合金晶界碳化物的形成和轉(zhuǎn)化
        5.2.3 GH3535 高溫合金在熱暴露過程中晶界碳化物的粗化動力學
    5.3 硅對 GH3535 合金長期熱暴露后拉伸性能的影響
    5.4 硅對不同溫度下 GH3535 長期時效拉伸性能的影響
    5.5 硅對 GH3535 合金應力應變曲線的影響
    5.6 小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
參考文獻
論文發(fā)表情況


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3652137