SA508-3-EQ309L異種接頭剝離機理研究.pdf

1、SA508-3/EQ309L異種接頭中剝離裂紋的存在，直接影響了核電設(shè)備的服役壽命和安全運行，引起了行內(nèi)的普遍關(guān)注，然而，對于接頭的失效形式，現(xiàn)在還沒有形成一個統(tǒng)一的認識，特別是SA508-3/EQ309L異種接頭在堆焊過程中產(chǎn)生的剝離失效問題。普遍認為焊接殘余應(yīng)力和Type II型晶界是導致異種接頭失效的主要原因，但是，對于SA508-3/EQ309L異種接頭為什么是在堆焊層達到一定厚度時才會產(chǎn)生剝離？剝離在何處、沿著什么路徑進行？有

2、哪些因素可能會影響到剝離裂紋的形成，接頭的性能、Type II型晶界和焊接殘余應(yīng)力在其中扮演了什么樣的作用，也缺乏系統(tǒng)的研究。本文在實驗的基礎(chǔ)上，結(jié)合數(shù)值模擬，對SA508-3/EQ309L異種接頭的剝離失效進行了深入的研究。結(jié)果表明，堆焊層與母材間結(jié)合強度降低，以及焊接殘余應(yīng)力是促使SA508-3/EQ309L異種接頭剝離失效的主要作用機理。
　　試驗表明，過大的稀釋率、過高的焊接熱輸入和預(yù)熱溫度/層間溫度，會導致接頭中形成Ty

3、pe-II型晶界和馬氏體硬化組織。Gleeble熱模擬試驗證明，隨著焊接熱輸入、預(yù)熱溫度/層間溫度的提高，相變以上高溫停留時間延長，界面處形成的馬氏體硬化層逐漸增寬，同時Type-II型晶界不斷向熔合線靠近，此外，擴散氫和碳化物在晶界處富集，引起接頭脆性增加，堆焊層與母材間結(jié)合強度下降。拉伸/剪切試驗結(jié)果表明，當接頭中同時存在上述影響因素時，堆焊層與母材間結(jié)合強度可下降30％以上。這是導致SA508-3/EQ309L異種接頭剝離失效的最

4、根本原因。
　　剝離裂紋是在晶界弱化和焊接殘余應(yīng)力的共同作用下產(chǎn)生的。有限元數(shù)值模擬結(jié)果表明，過渡層中的焊接殘余應(yīng)力是隨著堆焊層數(shù)的增加而不斷升高的，并且應(yīng)力在Type-II型晶界的三岔晶界處集中；當應(yīng)力水平超過了堆焊層與母材間的結(jié)合強度時，裂紋首先在弱化的Type-II型晶界處萌生；殘余應(yīng)力在裂紋尖端形成應(yīng)力集中，使裂紋沿著Type-II型晶界不斷擴展，最后導致堆焊層大面積的剝離。從拉伸試驗來看，模擬結(jié)果與試驗結(jié)果吻合良好。該結(jié)