核压力容器用 SA508-4 N钢的奥氏体晶粒长大行为.pdf

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1、第４１卷第６期Ｖｏｌ畅４１Ｎｏ畅６２０１６年６月ＨＥＡＴＴＲＥＡＴＭＥＮＴＯＦＭＥＴＡＬＳＪｕｎｅ２０１６核压力容器用SA508-4N钢的奥氏体晶粒长大行为１１１２２何西扣，刘正东，杨志强，王小彬，方才顺（１．钢铁研究总院特殊钢研究所，北京１０００８１；２．中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室，四川成都６１００４１）摘要：在１０５０～１２５０℃温度范围内，实测了核压力容器用ＳＡ５０８-４Ｎ钢在不同保温时间下的奥氏体晶粒尺寸，研究了ＳＡ５０８-４Ｎ钢的奥氏体晶粒长大行为。结果表明，随加热温度及保温时间的增加，ＳＡ５０８

2、-４Ｎ钢的奥氏体晶粒尺寸长大，温度由１０５０℃上升到１２５０℃时，奥氏体晶粒尺寸呈指数增长。由此得到了ＳＡ５０８-４Ｎ钢加热过程中，奥氏体平均晶粒尺寸与保温时间关系的Ｂｅｃｋ方程，建立了奥氏体晶粒尺寸与加热温度和保温时间之间的Ｓｅｌｌａｒｓ模型，并验证了模型的准确性。关键词：核压力容器；ＳＡ５０８-４Ｎ钢；奥氏体晶粒；晶粒长大模型中图分类号：TG142．1文献标志码：A文章编号：0254-6051（2016）06-0004-04AustenitegraingrowthbehaviorofSA508-4Nsteelfornuclea

3、rpressurevessel１１１２２ＨｅＸｉｋｏｕ，ＬｉｕＺｈｅｎｇｄｏｎｇ，ＹａｎｇＺｈｉｑｉａｎｇ，ＷａｎｇＸｉａｏｂｉｎ，ＦａｎｇＣａｉｓｈｕｎ（１．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｆｏｒＳｐｅｃｉａｌＳｔｅｅｌｓ，ＣｅｎｔｒａｌＩｒｏｎａｎｄＳｔｅｅｌＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８１，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｎＲｅａｃｔｏｒＳｙｓｔｅｍＤｅｓｉｇｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙ，ＮｕｃｌｅａｒＰｏｗｅｒＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｈｉｎａ，ＣｈｅｎｇｄｕＳｉｃｈｕ

4、ａｎ６１００４１，Ｃｈｉｎａ）Abstract：ＰｒｉｍａｌａｕｓｔｅｎｉｔｅｇｒａｉｎｓｉｚｅｏｆＳＡ５０８-４Ｎｓｔｅｅｌｆｏｒｎｕｃｌｅａｒｐｒｅｓｓｕｒｅｖｅｓｓｅｌｗａｓｍｅａｓｕｒｅｄｗｈｅｎｈｅａｔｅｄｉｎｈｏｌｄｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｆｒｏｍ１０５０℃ｔｏ１２５０℃，ａｎｄｔｈｅａｕｓｔｅｎｉｔｅｇｒａｉｎｇｒｏｗｔｈｂｅｈａｖｉｏｒｗａｓｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔａｕｓｔｅｎｉｔｅｇｒａｉｎｓｉｚｅｉｎｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｏｆｈｅａｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒ

5、ａｔｕｒｅａｎｄｈｏｌｄｉｎｇｔｉｍｅ．Ｈｅａｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｎｃｒｅａｓｅｓｆｒｏｍ１０５０℃ｔｏ１２５０℃，ｔｈｅｇｒａｉｎｓｉｚｅｉｎｃｒｅａｓｅｓｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌｌｙ．ＴｈｅＢｅｃｋｅｑｕａｔｉｏｎｗｈｉｃｈｄｅｓｃｒｉｂｅｓｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎａｖｅｒａｇｅｓｉｚｅｏｆｐｒｉｍｅａｕｓｔｅｎｉｔｅｇｒａｉｎｓａｎｄｈｏｌｄｉｎｇｔｉｍｅｄｕｒｉｎｇｈｅａｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅＳＡ５０８-４Ｎｓｔｅｅｌｉｓａｃｈｉｅｖｅｄ．ＡｎｄｔｈｅＳｅｌｌａｒｓｍｏｄｅｌｂｅｔｗ

6、ｅｅｎａｕｓｔｅｎｉｔｅｇｒａｉｎｓｉｚｅａｎｄｈｅａｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｈｏｌｄｉｎｇｔｉｍｅａｒｅｂｕｉｌｔ，ａｎｄｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓｏｆｔｈｅｍｏｄｅｌｉｓｖｅｒｉｆｉｅｄ．Keywords：ｎｕｃｌｅａｒｐｒｅｓｓｕｒｅｖｅｓｓｅｌ；ＳＡ５０８-４Ｎｓｔｅｅｌ；ａｕｓｔｅｎｉｔｅｇｒａｉｎ；ｇｒａｉｎｇｒｏｗｔｈｍｏｄｅｌＳＡ５０８-３钢目前广泛应用于制造压水堆核电站核在加热和保温过程中的晶粒正常长大数学模型可归纳［６-８］压力容器壳体，ＳＡ５０８-４Ｎ钢是ＡＳＭＥ规范ＳＡ５０８／为３类：①Ａｒｒｈｅ

7、ｎｉｕｓ模型表征加热温度与晶粒长ＳＡ５０８Ｍ的４Ｎ级，其强度和韧性明显高于ＳＡ５０８-３大间的关系。②Ｂｅｃｋ动力学模型表征保温时间与晶钢，被认为是下一代核压力容器的首选锻件材料，如超粒长大间的关系。③Ｓｅｌｌａｒｓ模型和Ａｎｅｌｌｉ模型表征加［１］临界水堆已将其列为候选材料。核压力容器大型热温度、保温时间、晶粒长大三者之间的关系。本文针锻件在制造过程中，锻造是控制其微观组织的关键环对实测试验数据，采用非线性拟合的方法，构建了节，锻造加热和保温过程影响着奥氏体晶粒长大行为。ＳＡ５０８-４Ｎ钢晶粒长大的Ｓｅｌｌａｒｓ模型，确定了奥氏

8、体晶大型锻件因其截面厚、体积大、质量大，加热透烧时间粒尺寸与加热温度及保温时间的关系，并验证了所求更长，要使锻件心部达到所需温度，锻件表层已处于高模型的准确性，以期为ＳＡ５０８-４Ｎ钢锻件的锻造及热温下长时间保温，极易造成表层晶粒十分粗大，形成混处