机械工程学报

作者：姜云禄, 陈静, 阚盈, 吴昌忠, 陈怀宁

单位：1. 中国科学院核用材料与安全评价重点实验室 沈阳 110016;2. 中国科学院金属研究所 沈阳 110016;3. 中国科学技术大学材料科学与工程学院 沈阳 110016

关键词：310S不锈钢,焊接接头,高温力学性能,组织演变,蠕变；

基金：中核集团领创科研资助项目。

耐热不锈钢是高放废液固化容器的理想材料，而焊接接头的高温性能和组织演化对固化容器的尺寸稳定性和服役安全具有重要影响。基于等离子弧焊接技术制备310S奥氏体不锈钢焊接接头，研究不同温度(室温～1 100 ℃)对焊接接头拉伸性能的影响和分别在600 ℃和1 100 ℃条件下焊接接头的蠕变性能。借助光学显微镜、扫描电镜、背散射电镜、透射电镜和拉伸试验机，对金相组织、断口形貌、相组成及元素分布和拉伸性能进行分析。结果表明：敏化温度附近材料的伸长率最低，拉伸断口出现较大空洞，随着温度升高至1 100 ℃，断口表面出现氧化。焊接接头具有优异的抗高温蠕变性能，600 ℃蠕变试验后在母材区形成孪晶组织，1 100 ℃蠕变后焊缝区铁素体消失，晶粒尺寸出现长大。高温和应力作用促进晶界处析出M23C6相，削弱晶界强度，裂纹在晶界处形核、长大和扩展，最终造成焊接接头出现沿晶断裂。研究成果为高放废液固化容器的服役安全提供参考，同时丰富了高放废液后处理的基础数据。

来源：2024年第12期

《机械工程学报》期刊编辑部

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