核用金屬材料【稀缺資源，路過別錯過】(已修改)
2024-11-15 23:11 本頁面
【正文】 金屬材料 核工業(yè)無損檢測中心 王躍輝 一、金屬材料 金屬材料、陶瓷材料、高分子材料和復合材料四大類 金屬材料通?？煞譃楹谏饘俸陀猩饘賰纱箢?。 一、金屬材料 以鐵元素為主要基體的金屬或合金 ，如各類鋼材和鑄鐵。 以其它金屬元素作為基體的金屬或合金，如銅合金、鋁合金等。 一、金屬材料 組成物質的原子在空間有序的排列，此種物質稱為晶體。固態(tài)的金屬和合金都是晶體。 常見的晶體結構有 體心立方 面心立方 密排六方 一、金屬材料 體心立方 一、金屬材料 面心立方 一、金屬材料 密排六方 一、金屬材料 ?多晶體 金屬是由許多結晶方向不同的小晶粒組成 ?晶粒 每個規(guī)則排列的小晶體稱為一個晶粒 晶粒間的交界為晶界 ?結晶 金屬從液態(tài)轉變?yōu)楣虘B(tài)的過程稱為結晶 一、金屬材料 含碳量 %2%的鐵碳合金稱為鋼 ? 鐵素體 — F 在 α 鐵的晶格中溶入少量的碳原子，形成的間隙固溶體，稱鐵素體。 原子排列體心立方，強度和硬度低，塑性和韌性好 一、金屬材料 ? 奧氏體 — A 碳在 γ 鐵中的固溶體稱奧氏體 原子排列面心立方。它塑性好，適合熱壓力加工 ? 滲碳體 — Cm 滲碳體是鐵和碳形成的化合物 Fe3C，含碳量 % 硬度很高，塑性很差 一、金屬材料 ? 珠光體 — P F＋ Cm的機械混合物。 P中的 Cm以片狀分布，稱片狀 P 強度和硬度較高，塑性也較好 ? 承壓設備用鋼的含碳量一般低于 % 一、金屬材料 含碳量 ≦ % 特性： 含碳量增加，鋼的強度增加，塑性和韌性降低，焊接性能變差 一、金屬材料 雜質的影響： ? 硫 硫生成硫化鐵后，與鐵在晶界形成低熔點共晶體，使鋼在熱軋時沿晶開裂，形成 “ 熱脆 ” ，應嚴格限制其含量 ? 磷 磷使鐵素體晶格畸變，大大降低鋼的塑性和韌性，形成 “ 冷脆 ” 一、金屬材料 ? 氫 氫還會引起氫脆，產生白點 核承壓設備用低碳鋼的主要有： 20HR、SA106B、 16Mn 主要在核電站的二、三級設備、主蒸汽管道、二回路管道、安全殼襯里等上面使用 一、金屬材料 鋼中添加了不超過 10%的合金元素 改造鋼的各種性能，得到既有較高的強度，又有較好的塑性和韌性 一、金屬材料 核電站的反應堆壓力容器、蒸汽發(fā)生器、穩(wěn)壓器、主泵殼體等。這些設備采用鍛件制造，各國都用 ASME規(guī)范規(guī)定的SA508 。 核承壓設備的螺栓也主要用低合金高強度鋼，它們的牌號有 SA5 40CrNiMo、42CrMo、 42CrMo鋼棒材。 一、金屬材料 在鋼中加入 18%左右的鉻和 8%以上的鎳時，可在常溫下獲得單相奧氏體組織，稱為奧氏體不銹鋼 具有優(yōu)良的耐腐蝕性和焊接性 堆內構件材料、離心澆注的主管道、主管道安全端、驅動機構材料、熱交換器傳熱管等設備中被廣泛使用 一、金屬材料 有色合金也是核設備制造的重要材料 ? 蒸汽發(fā)生器的 U型傳熱管 多采用 Inconel800、 Inconel600或Inconel690等材料來制造，其耐應力腐蝕性強 Inconel合金中的鎳含量很高，可歸類于鎳基合金。 一、金屬材料 ?傳熱管 設備冷卻熱交換器和凝汽器大量采用鈦管來做傳熱管 鈦具有低的密度、高的強度和高的腐蝕穩(wěn)定性。鈦合金不發(fā)生接觸腐蝕和潰瘍腐蝕，特別重要的是不發(fā)生應力腐蝕 一、金屬材料 天然存在的裂變材料只有 235U，它是鈾的一種同位素 壓水堆核電站常用 UO2作為裂變材料 一、金屬材料 二氧化鈾和鈾的化合物是制造燃料元件的主要核材料之一 二氧化鈾在熔點以下只有一種結晶形態(tài)，并且是各項同性 二氧化鈾的熱導系數(shù)很低，具有良好的耐腐蝕性能 一、金屬材料 核燃料元件的包殼是用于保護核燃料不受冷卻劑的腐蝕和其它機械損傷，并防止裂變產物進入冷卻回路。 制造核燃料元件包殼的材料要求對中子的吸收截面小，有一定的機械強度，抗冷卻劑腐蝕以及對裂變產物的化學穩(wěn)定 一、金屬材料 ?鋁及鋁合金 鋁及鋁合金是制造核燃料包殼的常用材料。由于它耐高溫水腐蝕能力和強度的限制，多半應用于低溫生產堆和試驗堆中。鋁鎂硅系合金或鋁鐵鎳鎂合金的性能有所提高，但可焊性不好，影響了使用 一、金屬材料 ?鋯合金 鋯的熱中子吸收截面小，在一定的溫度下能保持足夠強度，耐腐蝕性和高溫機械性能好 在動力堆中廣泛使用 常用的鋯 鋯 4和 M5 一、金屬材料 ?不銹鋼 奧氏體不銹鋼已被廣泛應用在快中子堆的燃料元件包殼上 它的優(yōu)點是對水、氣體和液態(tài)金屬都有很好的耐腐蝕性，可焊性好，價格比鋯便宜得多
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