1核压力容器用钢的发展简史 1
1.1 核电站概况 1
1.2 核压力容器 4
1.3 核压力容器用钢的发展 8
1.3.1 美国的核压力容器用钢 8
1.3.2 中国的核压力容器用钢 10
参考文献 12
2 SA508Gr.4N钢的标准及工程应用问题 14
2.1 SA508Gr.4N钢的标准 14
2.2 SA508Gr.4N钢的工程应用问题 14
2.2.1 超纯净冶炼 14
2.2.2 回火脆性 15
2.2.3 辐照脆化 16
2.2.4 焊接性 17
参考文献 18
3 SA508Gr.4N钢的平衡相变热力学计算分析 19
3.1 计算材料学 19
3.2 平衡相热力学计算 20
3.2.1 CALPHAD简介 20
3.2.2 Thermo-Calc热力学计算软件 21
3.3 SA508Gr.4N钢平衡相热力学计算 21
3.3.1 热力学计算模型与参数 21
3.3.2 平衡相变热力学计算结果 22
3.3.3 分析讨论 23
3.3.4 平衡相试验验证 25
参考文献 27
4 SA508Gr.4N钢的相变问题研究 29
4.1 SA508Gr.4N钢升温过程中的奥氏体化 29
4.1.1 连续加热奥氏体化相变曲线 30
4.1.2 奥氏体化相变的J-M-A动力学方程 31
4.1.3 动力学方程参数的确定 32
4.1.4 等温奥氏体化相变曲线 35
4.2 SA508Gr.4N钢连续冷却中的组织转变 35
4.2.1 SA508Gr.4N钢的膨胀曲线与CCT曲线 36
4.2.2 SA508Gr.4N钢的K-M方程 40
4.2.3 SA508Gr.4N钢不同冷速下的微观组织 41
4.2.4 CCT曲线的完善 46
4.2.5 SA508Gr.4N钢的淬透极限 46
4.3 SA508Gr.4N钢的过冷奥氏体等温转变 49
4.3.1 贝氏体转变动力学 50
4.3.2 SA508Gr.4N钢的TTT曲线 53
4.3.3 过冷奥氏体不同等温时间对应的微观组织 54
4.3.4 晶粒尺寸对等温组织的影响 55
参考文献 56
5 SA508Gr.4N钢的热加工问题研究 58
5.1 变形参数对热变形行为的影响 59
5.1.1 变形温度及速率对热变形行为的影响 59
5.1.2 变形量对热变形行为的影响 71
5.1.3 变形道次对热变形行为的影响 74
5.1.4 道次间隔及保温时间对热变形行为的影响 74
5.1.5 初始晶粒尺寸对热变形行为的影响 77
5.2 SA508Gr.4N钢的热变形方程 80
5.2.1 热变形方程的建立 80
5.2.2 SA508Gr.4N钢的应变敏感性判定 82
5.3 SA508Gr.4N钢的热加工图 82
5.3.1 能量耗散及流变失稳判据 82
5.3.2 热加工图的建立方法 83
5.4 SA508Gr.4N钢发生动态再结晶的条件 84
5.4.1 Z参数及其与峰值应力的关系 84
5.4.2 动态再结晶的条件 85
5.5 SA508Gr.4N钢的亚动态再结晶行为 86
5.5.1 双道次真应力-应变曲线 88
5.5.2 亚动态再结晶判据 90
5.5.3 亚动态再结晶分数 90
5.5.4 亚动态再结晶组织 92
5.6 SA508Gr.4N钢的流变应力本构模型 94
5.6.1 流变应力模型 94
5.6.2 模型中参数的确定 94
5.6.3 模型计算应力与实测应力比较 96
5.6.4 模型计算结果的准确性 97
5.7 SA508Gr.4N钢的再结晶模型 98
5.7.1 动态再结晶晶粒尺寸预测模型 98
5.7.2 动态再结晶百分比预测模型 98
参考文献 100
6 SA508Gr.4N钢的组织遗传性问题研究 103
6.1 奥氏体化温度及时间对晶粒尺寸的影响 104
6.1.1 奥氏体化温度对晶粒尺寸的影响 105
6.1.2 保温时间对晶粒尺寸的影响 108
6.2 核压力容器用钢中的氮化铝 110
6.2.1 SA508Gr.4N钢平衡相图中的氮化铝 110
6.2.2 SA508Gr.4N钢中氮化铝的溶度积 112
6.3 SA508Gr.4N钢奥氏体晶粒长大模型 113
6.4 消除SA508Gr.4N钢组织遗传性的传统方法 115
6.5 消除组织遗传新工艺的探索 117
6.5.1 预粗化处理 118
6.5.2 等温退火+两步正火热处理工艺 119
6.5.3 高温回火＋两步正火热处理工艺 123
6.5.4 高温回火＋亚温正火+正火热处理工艺 125
6.5.5 等温退火＋亚温正火＋正火热处理工艺 129
6.5.6 高温回火＋亚温正火＋正火热处理工艺 135
6.5.7 消除组织遗传试验结果分析 137
参考文献 138
7 SA508Gr.4N钢的超纯净冶炼 141
7.1 纯净及超纯净钢 141
7.2 超纯净钢的优越性 142
7.3 超纯净钢的冶炼 143
7.4 超纯净钢在大型锻件上的应用 144
7.4.1 美国超纯净大锻件的研制应用情况 144
7.4.2 日本超纯净大锻件的研制应用情况 147
7.4.3 其他国家超纯净大锻件的研制应用情况 148
7.5 SA508Gr.4N钢超纯净冶炼的实践 151
7.5.1 力学性能 151
7.5.2 分析讨论 153
参考文献 159
8 SA508Gr.4N钢的回火脆化问题研究 161
8.1 SA508Gr.4N钢的韧-脆转变行为 162
8.1.1 组织状态的影响 162
8.1.2 化学成分的影响 170
8.1.3 第二相的影响 189
8.2 SA508Gr.4N钢的回火脆性 192
8.2.1 组织状态对回火脆性的影响 192
8.2.2 化学成分对回火脆性的影响 196
8.3 基于晶界偏聚理论对SA508Gr.4N钢回火脆性的预测 204
8.3.1 非平衡晶界偏聚理论 204
8.3.2 平衡偏聚下等效时间的推算 205
8.3.3 SA508Gr.4N钢大锻件全寿命期内回火脆性预测 207
参考文献 208
9 SA508Gr.4N钢的高韧性低回火脆性改善技术 211
9.1 改善技术 211
9.1.1 提高SA508Gr.4N钢的纯净度 211
9.1.2 优化成分 211
9.2 成分设计 211
9.3 韧性和回火脆性的改善效果 212
9.3.1 冶炼质量 212
9.3.2 韧性的改善效果 213
9.3.3 回火脆性的改善效果 215
9.4 分析与讨论 217
参考文献 223
10 SA508Gr.4N钢的辐照脆化问题 224
10.1 压力容器用钢的辐照环境 224
10.1.1 反应堆内中子的分类 224
10.1.2 快中子慢化剂 225
10.1.3 中子注量 225
10.2 压力容器用钢的辐照效应 225
10.2.1 辐照效应的类型 225
10.2.2 辐照效应的影响 226
10.3 辐照脆化的评价方法 235
10.3.1 评价标准 235
10.3.2 取样方法 237
10.4 改善辐照脆化的方法 240
参考文献 241
11 SA508Gr.4N钢大锻件工程实践 244
11.1 冶炼内控成分 244
11.2 冶炼工艺及流程 244
11.3 锻造工艺及流程 246
11.4 热处理工艺 247
11.5 大锻件工业试制 249
11.5.1 锻造后的试制锻件 249
11.5.2 试制锻件的粗加工 249
11.5.3 试制锻件的热处理 252
11.6 SA508Gr.4N钢工业试制大锻件的全面性能检测及评价 255
11.6.1 试制锻件的试料分解和性能检测项目 255
11.6.2 试制锻件化学成分分析 256
11.6.3 锻件的力学性能检测 258
11.6.4 锻件的微观组织分析 267