«Исследование свариваемости аустенитных нержавеющих сталей ядерного класса проводилось с использованием испытаний на горячую пластичность Gleeble и испытаний на горячее растрескивание Varestraint. Исследование позволило оценить реакцию горячей пластичности @ и склонность к горячему растрескиванию (растрескивание в результате ликвации ЗТВ и растрескивание в зоне плавления) модифицированных ядерной чистоты и стандартных аустенитных нержавеющих сталей. Для корреляции поведения материала с металлургическими характеристиками была проведена обширная микроструктурная характеристика с использованием современной аналитической электронной микроскопии (TEM и STEM), а также SEM (с EDS) и OLM. @ также были проведены исследования влияния Si@ N@ и редкоземельных элементов на склонность к горячему растрескиванию и значимость явления провала пластичности. Кроме того@ на основе металлургической оценки@ возможные механизмы, участвующие в кристаллизационном растрескивании и ликвационном растрескивании ЗТВ Предлагаются модифицированные сплавы. Наконец, также предлагаются рекомендуемые оптимизированные химические характеристики и требования к нержавеющим сталям ядерного класса. Было обнаружено, что пластичность в горячем состоянии и свариваемость модифицированных сплавов 316NG и 347NG в целом превосходят стандартные сплавы AISI 304@316 и 347. Реакция горячей пластичности и склонность к горячему растрескиванию нержавеющих сталей зависели от содержания основных и второстепенных элементов (P@S@Si и Nb)@содержания феррита (потенциального)@ размера зерна и режима затвердевания (соотношения Creq/Nieq). Среди них режим первичного затвердевания был наиболее важным фактором, так что сплавы, затвердевшие первично ферритно, демонстрировали лучшее поведение, чем сплавы, затвердевшие в первичном (полностью) аустенитном режиме, когда другие переменные были постоянными. Установлено, что влияние режима первичной кристаллизации более важно для распространения трещины, чем для ее зарождения. Было обнаружено, что влияние уровня примесей (P+S) на степень растрескивания зависит от соотношения Creq/Nieq@, так что, когда это соотношение превышает приблизительно 1,6@, содержание P+S может достигать 0,06%. . Однако, когда это соотношение меньше примерно 1,5, содержание P+S всего лишь 0,02% может оказывать значительное влияние на растрескивание при затвердевании. Относительное количество Nb к C и N, по-видимому, является преобладающим фактором горячего растрескивания в типе 347. Когда это соотношение меньше примерно 0,1@, P@S и Si играют значительную роль в растрескивании при затвердевании. Для более количественного и точного прогнозирования поведения материала @ «новые» параметры: диапазон температур критической деформации (CSTR) и коэффициент восстановления пластичности (DRR) для испытаний на пластичность в горячем состоянии Gleeble и длина ЗТВ с трещинами (CHL) для основного металла Varestraint. Растрескивание ЗТВ@ было разработано и проанализировано в зависимости от металлургических переменных и химического состава в ходе данного исследования. Корреляция между этими параметрами указывает на то, что когда CSTR меньше 70 ?? При 10 F??nd DRR более 40 F??материал менее всего подвержен ликвационному растрескиванию ЗТВ (практически нулевой CHL). Явление провала пластичности связано с разрушением вдоль охрупченных границ зерен (путем плавления и повторного затвердевания из-за сегрегации примесных элементов) при температурах выше температуры эквихогезии, но ниже температуры динамической рекристаллизации. Охрупчивание границ зерен может дополнительно усугубляться выделением карбидов с высоким содержанием хрома и, следовательно, увеличением количества образования жидкости под воздействием высокой пиковой температуры. Явление провала пластичности может быть характерным для метода испытаний, который включает значительную деформацию и динамическую рекристаллизацию (в условиях высокой скорости деформации при высоких температурах), и вряд ли произойдет в реальной зоне сварного шва. Добавление азота к высокому содержанию кремния (1,25%) 304 снижает склонность к растрескиванию при затвердевании, когда основной режим затвердевания поддерживается как ферритный. Установлено, что снижение склонности к растрескиванию обусловлено уменьшением количества легкоплавких сульфидов за счет образования высокосернистых силикатов. Для полностью аустенитной нержавеющей стали 316 степень растрескивания при затвердевании уменьшалась с увеличением содержания азота с 0,047% до 0,12%. Уменьшение растрескивания при затвердевании для полностью аустенитного материала, содержащего азот, обусловлено уменьшением размера ячейки затвердевания и более узким «диапазоном температур критической деформации (CSTR)».
BULLETIN 509-2006 История
2006BULLETIN 509-2006 СВАРИВАЕМОСТЬ И ГОРЯЧАЯ ПЛАСТИЧНОСТЬ АУСТЕНИТНЫХ НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ ЯДЕРНОЙ СТАЛИ