摘要：为解决核反应堆结构材料t91钢在铅铋合金液中耐腐蚀性低的问题,采用热力学模拟和第一性原理计算相结合的方法,在原子尺度上探究了合金元素Cr、Ni、Mn、Cu增强t91钢的耐腐蚀性能的机理。通过热力学模拟计算研究,确定了t91钢室温下的主要相成分为马氏体结构,搭建了4种第一性原理计算模型马氏体-铬模型、马氏体-镍模型、马氏体-锰模型以及马氏体-铜模型,并计算比较了电子结构以及电荷密度分布,发现合金元素与Fe原子之间形成金属键。通过差分电荷研究分析,发现Cr与Fe原子之间的金属键具有较强的共价键特性且结合最强,Ni与Fe原子之间的金属键也具有一定的共价键特性,但其结合弱于Cr、Cu和Mn原子次之。同时,计算了4种模型中合金元素与基底之间的结合能,发现马氏体-铬模型不仅能量最低,而且Cr与基底的结合很高,说明Cr原子能够提高t91钢的耐腐蚀性能。该研究可为合金元素Cr、Ni、Mn、Cu增强t91钢耐铅铋合金液腐蚀性能提供参考,同时也为新材料的开发以及性能预测提供一种新的研究方法。

摘要：针对国内某电厂350 MW亚临界机组长期服役12万h高温再热器t91钢管试样,通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)以及透射电镜(tEM)等分析手段,研究了长期服役过程中t91钢的微观组织老化行为,并对t91钢的原始态和长期服役状态的组织和性能进行了对比。结果表明:长期服役12万h后t91钢中M23C6在晶界处发生聚集并长大,其颗粒尺寸从原始态的107.8 nm长大到123.8 nm。晶界处有新的Laves相析出并粗化,Mo元素不断从基体中脱溶,使得铁素体基体内Cr和Mo元素质量分数降低,固溶强化作用减弱。

摘要：为研究电站高温金属部件在高温应力作用下显微组织老化损伤程度的演化规律,设计了高温应力时效老化试验,对供货态t91钢在不同温度不同应力条件下进行高温时效老化.用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、定量金相和显微硬度等试验方法研究组织性能变化.结果表明,t91经不同温度老化后的微观组织随着温度和应力的升高,回火马氏体位向特征分散,晶界和晶内沉淀相粒子尺寸粗化,沉淀相颗粒Feret直径从原始供货态0.200μm增加到0.435μm.在相同温度下应力对组织老化的影响明显,马氏体板条内位错密度降低,板条亚结构退化,马氏体板条特征逐渐消失.随着温度的提高硬度呈现加速下降变化趋势,硬度的下降与析出相颗粒尺寸的增加同步变化,且变化趋势相似.

摘要：针对t91钢Φ110 mm管坯热轧穿孔过程中顶头消耗高、连接接头脱丝或断裂及产品出现内折缺陷的问题,提出改进措施。分析认为:通过制定合理的加热制度,改进钼基顶头及连接接头结构,规范钼基顶头操作使用,可实现稳定生产,每个顶头平均穿孔支数达到363支,小时平均穿孔支数达67支左右,成本大幅下降。

摘要：本文针对华能某电厂600MW超超临界机组高温高压部件大多数采用t91钢小口径管道且壁厚大多在8～16mm之间的设计特点,结合现场焊口数量多且焊工操作难度大的实际情况,对现场氩电联焊特点、工艺实施措施及焊工培训等方面做了详细的论述,形成了一整套现场高合金材质小口径厚壁管道氩弧焊打底电焊填充及盖面的焊接工艺和操作技术规范,对现场实际焊接具有很好的指导作用。

摘要：为准确评估铅冷快堆候选材料与液态铅铋合金的相容性,以预测材料的服役寿命,采用强迫对流回路,开展316和t91钢在450℃、2 m/s液态铅铋中的动态腐蚀行为研究。试验后,通过精细化表征氧化膜,并利用第一性原理构建腐蚀界面原子交互作用模型,以探明316和t91钢在液态铅铋合金中的腐蚀机理。结果表明,316和t91表面均生成连续致密的保护性氧化膜,且316发生均匀腐蚀的速率较t91低。t91钢在均匀腐蚀层下方的晶界/相界处有明显局部加速腐蚀。分析认为,316材料Cr含量差异以及加工变形产生的表面纳米晶变形层使316形成氧化膜的保护性优于t91,并导致两种材料发生不同的腐蚀行为。

摘要：基于t91钢传统的"正火+回火"热处理制度,在thermal-Calc软件热力学计算的辅助下,通过在正火与回火热处理间引入850℃等温处理,设计了2种新的热处理制度.研究了3种不同热处理制度下t91钢中析出相的尺寸及分布规律.与传统"正火+回火"处理制度相比,新设计的热处理制度使得钢中M(23)C6碳化物的尺寸由350 nm降至250 nm左右,并使MX碳氮化物的数密度有所增加.通过thermal-Calc模拟计算,M(23)C6碳化物析出相变的驱动力随着C含量的降低而增加.利用经典晶界形核理论并结合thermal-Calc计算结果,定量描述了M(23)C6碳化物形核率与C含量的关系,较好地解释了M(23)C6碳化物的细化原因.

摘要：比较了t91/R40/10CrMo910,t91/R40/13GrMo44两种接头的持久试验结果,发现前者的高温性能远优于后者,认为这是由于t91/R40/10CrMo910间蠕变强度差小于t91/R40/13GrMo44间的蠕变强度差所导致的。据此提出了设计t91异种钢接头时应合理选配低合金侧的钢种以充分发挥t91钢的优越性。

摘要：t91/316L异种钢焊缝在高流速液态铅铋共晶合金(LBE)中的腐蚀是t91和316L钢在未来核电领域应用中所面临的重要挑战。利用ER309L、ER316L和ERNiCr-3三种不同焊丝获得了t91/316L异种钢焊缝,采用自主设计的旋转腐蚀试验装置研究其在550 ℃高流速(相对流速2.98 m/s)液态LBE中的腐蚀。三种焊缝经过300 h、600 h和900 h的腐蚀试验后,腐蚀表面均表现出明显的方向性。焊缝在高流速液态LBE中的腐蚀机理主要为焊缝基体中Fe、Cr、Ni元素和LBE中Pb、Bi、O元素的溶解与迁移。由于不同元素的溶解度以及所形成氧化物相的稳定程度不同,最终在焊缝表面形成了由疏松外氧化层和致密内氧化物层构成的双层结构。三种焊丝中,利用309L焊丝所得的焊缝的耐高流速LBE腐蚀性最好,利用316L焊丝所得的焊缝次之,利用NiCr-3焊丝所得的焊缝最差。经焊后再热处理所得的焊缝具有更好的耐高流速LBE腐蚀性。

摘要：介绍内蒙古某矸石电厂2台300MW机组工程概况,针对t91钢管屏拼接焊接过程中易出现的管屏变形和裂纹问题,提出焊接方案,并对其进行焊后检验,结果表明各项指标均符合设计和规范化要求。