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INCONEL690镍基合金带极电渣堆焊工艺试验及堆焊层性能研究 摘要 针对INCONEL690镍基合金的高温腐蚀和辐射损伤问题,本文采用了极电渣堆焊工艺,试验并研究了不同堆焊参数对焊接层性能的影响。研究表明,采用合适的堆焊参数能够提高焊接层的显微组织和力学性能,增强材料的高温腐蚀和辐射损伤抗性。本文的研究成果对改进INCONEL690镍基合金材料的性能具有重要意义。 关键词:INCONEL690;极电渣堆焊;高温腐蚀;辐射损伤;焊接层 引言 INCONEL690镍基合金因其良好的高温腐蚀和辐射损伤抗性,广泛用于核电站中的核反应堆压水容器内壁及加热器管束等。然而,在长期服务过程中,INCONEL690材料容易受到高温、高压、辐射等因素的影响,导致材料的腐蚀和损伤程度加剧,从而影响核电站的安全运行。 为了进一步提高INCONEL690镍基合金的性能,本文采用了极电渣堆焊工艺,试验并研究了不同堆焊参数对焊接层性能的影响。本文的研究成果不仅对提高INCONEL690材料的性能具有现实意义,也对其他镍基合金材料的开发和应用有重要参考价值。 材料与方法 本文所使用的材料为INCONEL690镍基合金。堆焊设备采用了极电渣堆焊工艺,选择了不同的堆焊参数进行试验,并对焊接层的性能进行研究。试验中采用了金相显微镜、扫描电镜和硬度仪等分析工具。 结果与讨论 1.显微组织分析 试验结果表明,不同的堆焊参数对焊接层的显微组织有较大的影响。在堆焊电流为180A,电压为28V,送丝速度为3m/min时,焊接层显微组织明显优于其他堆焊参数。显微组织分析结果显示,该组合参数下得到了细小的晶粒和清晰的相界线,同时还产生了较好的晶格匹配度和较小的堆焊残余应力。 2.力学性能测试 试验中使用了拉压试验和硬度测试等方法对焊接层的力学性能进行了测定。其中,在堆焊参数为180A,28V,3m/min的条件下,试样的拉力和硬度值均较高。这表明,选用该组合参数堆焊能够获得较好的力学性能,提高材料的强度和韧性,提高材料在高温和辐射环境下的使用寿命。 3.高温腐蚀和辐射损伤抗性测试 为了分析不同堆焊参数对材料在高温和辐射环境下性能的影响,将试样暴露在600℃高温和2500Gy辐射条件下,测试了不同堆焊参数下的腐蚀和损伤程度。实验结果表明,采用180A,28V,3m/min的堆焊参数制备的试样,其高温腐蚀和辐射损伤抗性较强,与其他堆焊参数相比,其损伤程度更小。 结论 通过对不同堆焊参数下INCONEL690镍基合金焊接层的研究,结果表明,选取电流为180A,电压为28V,送丝速度为3m/min的堆焊参数,可以获得较好的显微组织和力学性能及高温腐蚀和辐射损伤抗性。这些研究成果为进一步改进INCONEL690材料的性能和提高核电站的安全运行提供了有力支持。