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316LN不锈钢管的动态再结晶行为与晶粒细化 低层错能的金属材料在热塑性变形过程中,动态再结晶是其主要的软化机制。316LN不锈钢管为典型低层错能钢,在再结晶温度线以上可以发生动态再结晶。动态再结晶是以无畸变的晶核生成、长大形成再结晶晶粒代替含有高位错密度的形变晶粒的过程,在大量位错的同时可以达到细化晶粒的目的。图1a为1100℃时,316LN不锈钢管原始试样显微组织;图1b为1100℃、应变速率为0.01s-1时,316LN不锈钢管发生完全动态再结晶的试样显微组织。 核电主管道锻造时应变速率可达0.01s-1量级。热力学模拟实验[6]得到了316LN不锈钢管发生完全动态再结晶的规律,即随着真实应变的增加,流动应力趋于稳态,其临界的真实应变值为稳态应变εs。根据实验结果,稳态应变εs和Z参数之间存在以下关系:εs=0.153Z0.044。其中,Z为Zener-Hollomon参数,即温度补偿应变速率因子。316LN不锈钢管发生动态再结晶后的晶粒尺寸dDRX与Z参数之间的关系为dDRX=6.108×106Z-0.392。根据以上公式,可以计算获得316LN不锈钢管在应变速率为0.01s-1条件下,各个温度的稳态应变εs以及晶粒尺寸dDRX,如表1中所示。 ASTM4级的晶粒大小大约为80μm,因此在锻造的过程中,如果能保证每个温度条件下,316LN不锈钢管的真实应变大于稳态应变,则锻造后的晶粒尺寸可以达到ASTM4级或更细。在锻造的过程中,锻件温度是逐渐降低的。本文通过热力学模拟实验[7],研究了316LN不锈钢管多道次变形条件下的动态再结晶行为。图2中为316LN不锈钢管在不同变形温度梯度、应变速率为0.01s-1条件下的双道次变形试样显微组织。其中:T1,T2,ε1和ε2分别为第1、2道次的变形温度和应变量。用截线法计算得到其晶粒尺寸分别为(a)50.5μm和(b)23.8μm,满足晶粒度要求。因此,在1050~1200℃的高温区,在锻造条件允许的情况下,增大316LN不锈钢管锻造时的变形量,有利于保证动态再结晶的充分发生和晶粒细化。
江苏淮安H型钢
不锈钢管材质特点及选材要求 核电站核岛一回路系统由于要将放射性物质包容在其内,管道材料选择要求考虑运行工况、冷却剂介质、材料老化等多种因素.如核蒸汽系统输出堆芯热能的主管道,是连接反应堆压力容器和蒸汽发生器的特厚壁承压管道,属核一级关键设备,目前二代核电机组采用奥氏体--铁素体双相不锈钢离心铸管,而三代核电AP1000机组则采用超低碳控氮不锈钢整体锻造工艺制造,其技术难度非常高;与冷却剂相关的一回路管道系统采用不含Mo的18--10型、含Mo的17--12型及时效硬化型奥氏体不锈钢管;蒸汽发生器的传热管要求强韧性和耐应力腐蚀能力,通常采用Incone1600和Inconel690的镍基合金管;对于核蒸汽系统和核辅助系统管道(NSSS和BNI)则一般采用碳钢/碳锰钢管,如TUE250B、TU42C、P280GH(TU48C)、A106BP11Gr6等.常规岛管道二回路管道系统主要是输送蒸汽和给水,整个系统输送的介质温度、压力参数均比同功率火电机组低,没有高温蠕变问题,因此常规岛二回路管道系统用钢管采用碳/碳锰钢.但是,因为该管道系统输送带一定湿度的饱和蒸汽,存在“流动加速的腐蚀(FAC)”问题,这会间接影响整个电站的.对于存在流体加速腐蚀(FAC)的管道材料,要求选择能够抑制FAC现象的控Cr碳/锰钢,如控铬20钢、控铬A106/API5LB等;对于蒸汽湿度较大的高压缸排汽管线和高压加热器的抽汽管,直接选用Cr含量较高的合金钢管,如A355P11、P22等;对同时抗“FAC”和抗疲劳的蒸汽输水管线,则选用304L不锈钢管.表1及表2分别为我国和美国及法国核电管常用钢种牌号对照表.
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