固体金属部件和用于生产固体金属部件的方法技术

本发明专利技术具体涉及固体金属部件。该部件(1)尤其值得注意的是，其包括芯部(5)和在所有方向上包围所述芯部(5)的外壳(3)，该芯部(5)和该壳(3)由不同钢种制成，所述芯部(5)的钢具有的马氏体和贝氏体临界冷却速率低于所述壳(3)的一种或更多种钢的马氏体和贝氏体临界冷却速率。速率。速率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固体金属部件和用于生产固体金属部件的方法


[0001]本专利技术涉及固体金属部件制造的一般领域。
[0002]本专利技术涉及大尺寸和大厚度的金属部件的制造中的非排他性应用，例如在核电厂蒸汽发生器的下部部分的金属部件，称为“管板”。

技术介绍

[0003]这种蒸汽发生器的功能是将水的热量(热源)从核电厂的反应堆经由数千根U形管转移，这些U形管与将处于汽态的供给水接触，以便输出到回路(称为“二次回路”)，该回路将致动涡轮机以驱动交流发电机的转子发电。在将其热量释放到蒸汽发生器中之后，水流回到反应堆入口。
[0004]所述数千根的管具有非常大的长度，并且通过焊接到管板中的间隔件保持在规则高度，管板露出提供水自由流入和流出的孔。隔板安装在管板的底部处的所谓的“水箱”中，以分离各种循环水。
[0005]压水发电厂中的蒸汽发生器的管板为厚的(50至60cm)且大直径的锻件，其钻有数千个孔，以用于交换管的通道。由于两侧的压力差，管板受到高度机械应力，因此其刚性由其厚度和其制造材料(即碳锰类的低合金钢)的机械性能获得。
[0006]这种部件的极其坚固的性质是两个主要制造困难的来源：
[0007]‑
由于所需的铸锭尺寸和最终厚度所要求的低锻造水平，部件内的冶金和化学均匀性非常差，这导致其整体机械性能的变化；
[0008]‑
所用钢的非常大的厚度和有限的淬透性的组合不允许在质量热处理后的板材芯部中形成回火贝氏体或马氏体的微观结构，这是耐受性和韧性之间的最佳折衷的保证。/>[0009]典型地，在部件的中心，屈服强度、抗拉强度和韧性承载强度(ductile bearing)降低，而弹性转变温度增加超过50
°
0。
[0010]改善这些一般的性质将有可能设计出不太坚固因而更容易制造的板材，或者提供甚至更大的安全边际量。
[0011]以相关的方式，也强烈期望在交付时间和供应自由方面获得收益。
[0012]该管板所需的基本功能主要包括：
[0013]‑
压差充电下的抗弯强度；
[0014]‑
其在制造和操作过程中接收和保持管束的机械稳定性；
[0015]‑
其能够焊接在蒸汽发生器的套圈和碗状部上；
[0016]‑
其能够通过焊接不锈钢或镍基合金被包覆。
[0017]因此，为了简化，需要寻求的折衷涉及三个性能：
[0018]‑
弹性极限和抗拉强度；
[0019]‑
韧性和弹性；
[0020]‑
焊接性。
[0021]关于这最后一个性能(焊接性)，应当注意，根据EN 10028
‑
2计算的钢的碳当量
(C*)约为0.52％(典型值)至0.62％(针对“18MND 5”钢，该钢已针对热处理进行了优化)，这代表了目标值不应超过太多，否则各种焊接的预热温度可能会受到影响，但最重要的是可能存在冷裂纹的风险。
[0022]这种制造的技术水平表明，对于上述第一个缺陷(均匀性差)，很难实现铸锭浇注、偏析区的脱落和板材锻造，并且存在浪费的风险。
[0023]还表明，除了改变钢种之外，由于机械性能、淬透性和焊接性之间的必要的折衷，第二个问题(有限的淬透性)没有解决方案。
[0024]本专利技术的目的是克服这些缺点。

技术实现思路

[0025]为此，本专利技术首先涉及一种固体金属部件，其特征在于，该固体金属部件包括芯部和在所有方向上包围所述芯部的外壳，这些芯部和壳由不同钢种制成，所述芯部的钢显示出的马氏体和贝氏体临界冷却速率低于所述外壳的一种或多种钢的马氏体和贝氏体临界冷却速率。
[0026]由于本专利技术的这些特征，所获得的部件具有特别均匀的机械特性。这在硬度方面尤其如此。另一方面，弹性和韧性高。
[0027]根据该部件的其他有利且非限制性的特征，所述芯部本身由至少一个内壳包围，该内壳被所述外壳包围，所述芯部的钢具有的马氏体和贝氏体临界冷却速率低于所述内壳的钢的马氏体和贝氏体临界冷却速率，所述内壳的这些速率本身低于所述外壳的速率。
[0028]本专利技术还涉及制造这种部件的方法。
[0029]该方法的特征在于，其包括通过增材制造或焊接将所述钢沉积在先前制造的基部上的步骤，以便分别同时形成所述芯部和所述一个或更多个壳的其余部分。
[0030]根据该方法的其他非限制性和有利特征：
[0031]‑
所述外壳的其余部分的钢种与所述基部的钢种相同；
[0032]‑
所述外壳的其余部分的钢种与所述基部的钢种不同，这两种钢种显示出相同或几乎相同的马氏体和贝氏体临界冷却速率；
[0033]‑
所述基部通过锻造或轧制制成；
[0034]‑
所述基部通过增材制造或焊接制成。
附图说明
[0035]本专利技术的其他特征和优点将从现在参考出于说明性而非限制性的目的表示其各种可能的实施例的附图给出的描述中变得清楚明了。
[0036]在这些附图中：
[0037]图1是根据本专利技术的部件沿着竖直剖面的示意图；
[0038]图2是示出图1的部件的制造中的步骤的示意图；
[0039]图3是示出部件的在图2所示阶段之后的阶段的制造过程的示意图；
[0040]图4是示出根据本专利技术的部件在淬火和回火后在其中心处的硬度变化的图表，使用表格I中所示的材料，下文将参考该表格。
具体实施方式
[0041]如从下文将看出的，本专利技术基于精心组织的材料和制造工艺的组合，在质量处理之后，该制造工艺提供了在由此产生的部件的整个厚度上的均匀的高机械性能。
[0042]在包括权利要求在内的整个描述中，术语“部件”被理解为既指板材，即其厚度小于其长度和宽度的物体，也指厚度大于其其它尺寸的任何其它三维物体，例如平行六面体或柱体。
[0043]根据本专利技术并且如图1所示，涉及盘形固体金属板1。
[0044]其示出为定位在不锈钢的或以商标Inconel(因科耐尔合金)而知名的合金的厚度2上。与图2和图3所示的不同，在板材1制造之后，该厚度优选地与板材1相关。
[0045]当板材为蒸汽发生器底板(如上所述)时，厚度2与原生水接触，从而形成用于板材1的其余部分的腐蚀屏障。
[0046]该板材1包括芯部5和外壳3，该外壳在所有方向上包围所述芯部5。该芯部5和该壳3由不同钢种制成。
[0047]更准确地说，在此所示的示例中，芯部5本身被内壳4包围，该内壳4由所述外壳3包围。
[0048]未示出的实施例可以包括与芯部直接接触的单个外壳3，或者相反，多于两个壳。
[0049]在任何情况下并且根据本专利技术，芯部5和每个壳3和4的钢种不同，并且所述芯部5的钢具有的马氏体和贝氏体临界冷却速率低于包围该芯部的壳4的钢的马氏体和贝氏体临界冷却速率，对于包围前一个壳的每个壳也是如此。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种固体金属部件(1)，其特征在于，该固体金属部件包括芯部(5)和在所有方向上包围所述芯部(5)的外壳(3)，这些芯部(5)和壳(3)由不同钢种制成，所述芯部(5)的钢显示出的马氏体和贝氏体临界冷却速率低于所述壳(3)的一种或更多种钢的马氏体和贝氏体临界冷却速率。2.根据权利要求1所述的部件(1)，其特征在于，所述芯部(5)本身被至少一个内壳(4)包围，该内壳(4)由所述外壳(3)包围，所述芯部(5)的钢显示出的马氏体和贝氏体临界冷却速率低于所述内壳(4)的钢的马氏体和贝氏体临界冷却速率，所述内壳本身的这些速率低于所述外壳(3)的这些速率。3.制造根据权利要求1或2所述的部件的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：伯纳德，
申请(专利权)人：法国电力公司，
类型：发明
国别省市：