System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 饱氧液态铅铋环境下稳定获得铁素体马氏体钢脆化的方法技术_技高网
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饱氧液态铅铋环境下稳定获得铁素体马氏体钢脆化的方法技术

技术编号:42336544 阅读:19 留言:0更新日期:2024-08-14 16:12
本发明专利技术涉及一种饱氧液态铅铋环境下稳定获得铁素体马氏体钢脆化的方法,包括步骤1、将机加工后的铁素体马氏体钢试件进行打磨、电解抛光及超声清洗;步骤2、将步骤1的铁素体马氏体钢试件装夹在试验机上,装夹过程中将试验机载荷伺服到零;步骤3、将步骤2的试验机内放入固态铅铋,开启加热升温到指定温度,将铁素体马氏体钢试件在试验机内进行12小时的原位预腐蚀处理;步骤4、将步骤3的原位预腐蚀12小时后的铁素体马氏体钢试件进行试验。本发明专利技术可以准确地模拟铁素体马氏体钢在液态铅铋环境中实际工况下的力学响应,稳定地在饱氧液态铅铋环境中获得铁素体马氏体钢的脆化,使科学研究变得准确而有意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及液态铅铋环境中力学试验,具体涉及一种饱氧液态铅铋环境下稳定获得铁素体马氏体钢脆化的方法


技术介绍

1、近年来,第四代核反应堆型由于其安全方面的高可靠性、废料处理方面的高效性成为各国争相研发的对象,而铅铋共晶由于其优异性能有望成为第四代堆型的冷却剂。其中铁素体马氏体钢由于其优异的性能被广泛用作堆内构件金属,当其与液态铅铋紧密接触,即“润湿性”良好,并受到外力时会引发铁素体马氏体钢的液态金属脆化现象。液态金属脆化现象会降低铁素体马氏体钢的韧性、极限抗拉强度等,并大大降低低周疲劳寿命,使其过早地失效。由于液态金属脆化作用导致的材料性能退化是制约第四代堆型进入实际运用的重要问题之一,近年来铁素体马氏体钢的液态金属脆化现象被广泛研究。然而在实验室的实验条件下,液态铅铋中铁素体马氏体钢并非总是发生液态金属脆化作用,使得液态金属脆化作用的研究出现了一定的困难。

2、铁素体马氏体钢受到外力及其在铅铋环境下具备良好的“润湿性”是发生液态金属脆化的两个重要因素。在铁素体马氏体钢受循环载荷时如何保证其与液态铅铋良好的“润湿性”成为液态金属脆化发生的关键。其中一个重要的发现是,铁素体马氏体钢表面生成的氧化膜会降低其在液态铅铋环境中的“润湿性”,而氧化膜的生成主要是通过铁素体马氏体钢短暂地暴露于空气中或较长时间地暴露于饱氧液态铅铋环境中,其表面就会生成降低“润湿性”的氧化膜。科学实验中铁素体马氏体钢没有达到良好“润湿性”很大一部分原因则是其表面生长了保护性的氧化膜,也有部分原因是其表面经过了机械抛光或电解抛光等使试件表面变得光洁的操作等使其“润湿性”下降。针对这些发现,人们进行了很多提高铁素体马氏钢“润湿性”的操作,其中大部分是针对于消除其表面的氧化膜,包括尝试通过离子束溅射清洁铁素体马氏体试件表面的氧化膜,后将铅铋合金通过物理气相沉积作为涂层覆盖在试件表面,将具备铅铋共晶涂层的铁素体马氏体钢试件在流动的氦气下的液态铅铋中进行试验时,可以发现铁素体马氏体钢的“润湿性”会得到提高。还尝试过通过化学助焊剂溶解铁素体马氏体钢表面的氧化膜,后在其表面焊接铅铋共晶的方式来提高其“润湿性”,后续发现铁素体马氏体钢试件表面“润湿性”会得到提高,但内部由于裂纹尖端没有液态铅铋持续的吸附导致“润湿性”并不高。还有当铁素体马氏体钢暴露于流动的氢氦混合气下的液态铅铋中,通过将铁素体马氏体钢暴露于低氧液态铅铋中,只需几个小时即可大大地提高铁素体马氏体钢的“润湿性”,当液态铅铋的温度从150℃提升到350℃也会提高暴露于其中铁素体马氏体钢的“润湿性”,当两者结合时铁素体马氏体钢的“润湿性”会增加到最高。而通过将铁素体马氏体钢试件表面变得粗糙的方式则不一定可以提高其“润湿性”,甚至可能会使试验变得不准确。类似的在液态铅的环境中,当铁素体马氏体钢被硬化热处理后且在试件表面开有缺口也可以增加其在液态铅环境中的“润湿性”,但由于试件开口也会增加试验结果的不稳定性。

3、综上使试件表面粗糙、通过化学助焊剂去除表面氧化膜后焊接铅铋等方式不能稳定地获得良好的“润湿性”、试件开缺口虽然可以使“润湿性”提高,但会使试验变得不稳定。通过离子束溅射清洁氧化膜后沉积铅铋涂层、使试件暴露于低氧铅铋环境等方式又会增大对实验设备、器材的要求,使试验成本升高,试验变得复杂。本专利技术提供一种饱氧液态铅铋环境下稳定获得铁素体马氏体钢脆化的方法可以很好地避免以上种种问题,为开展不同因素对液态金属脆化影响的研究、探究液态金属脆化的作用机理提供基本实验方法,给第四代堆型的建成落地提供帮助。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足,提供一种饱氧液态铅铋环境下稳定获得铁素体马氏体钢脆化的方法,可以准确地模拟铁素体马氏体钢在液态铅铋环境中实际工况下的力学响应,稳定地在饱氧液态铅铋环境中获得铁素体马氏体钢的脆化,使科学研究变得准确而有意义。

2、本专利技术解决其技术问题是通过以下技术方案实现的:

3、一种饱氧液态铅铋环境下稳定获得铁素体马氏体钢脆化的方法,包括以下步骤,

4、步骤1、将机加工后的铁素体马氏体钢试件进行打磨、电解抛光及超声清洗;

5、将机加工后的铁素体马氏体钢试件分别通过1000目、2000目、3000目和5000目的砂纸进行打磨,然后进行电解抛光,将铁素体马氏体钢试件浸没于酒精中进行超声清洗5分钟,将铁素体马氏体钢试件取出后用吹风机吹干表面酒精;

6、步骤2、将步骤1的铁素体马氏体钢试件装夹在试验机上,装夹过程中将试验机载荷伺服到零;

7、将试验机载荷清零,将步骤1的铁素体马氏体钢试件装夹在试验机上,在装夹过程中开启试验机载荷伺服,并将目标设定为零;

8、步骤3、将步骤2的试验机内放入固态铅铋,开启加热升温到指定温度,将铁素体马氏体钢试件在试验机内进行12小时的原位预腐蚀处理;

9、在试验机内放入固态铅铋,开启加热将铅铋熔化并持续升温到指定温度,保温12小时,保温过程中始终开启试验机载荷伺服,并将目标设定为零,同时通过试验机设定试验参数;

10、步骤4、将步骤3的原位预腐蚀12小时后的铁素体马氏体钢试件进行试验。

11、进一步的,所述步骤1中的电解抛光使用的电抛液为酒精和高氯酸的混合溶液,酒精和高氯酸的体积比为9:1。

12、本专利技术的优点和积极效果是:

13、本专利技术饱氧液态铅铋环境下稳定获得铁素体马氏体钢脆化的方法,可以准确地模拟铁素体马氏体钢在液态铅铋环境中实际工况下的力学响应,稳定地在饱氧液态铅铋环境中获得铁素体马氏体钢的脆化,使科学研究变得准确而有意义,并已得到试验结果及微观分析的佐证。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种饱氧液态铅铋环境下稳定获得铁素体马氏体钢脆化的方法,其特征在于:包括以下步骤,

2.根据权利要求1所述的饱氧液态铅铋环境下稳定获得铁素体马氏体钢脆化的方法,其特征在于:所述步骤1中的电解抛光使用的电抛液为酒精和高氯酸的混合溶液,酒精和高氯酸的体积比为9:1。

【技术特征摘要】

1.一种饱氧液态铅铋环境下稳定获得铁素体马氏体钢脆化的方法,其特征在于:包括以下步骤,

2.根据权利要求1所述的饱氧液态铅铋环境...

【专利技术属性】
技术研发人员:石守稳孙鹏黄威林强陈刚
申请(专利权)人:天津大学
类型:发明
国别省市:

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