第37卷第11期 2016年11月
焊接学报
TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDING INSTITUTION
Vol.37No.11 November2016
中国低活化马氏体钢TIG焊焊缝耐液态
Pb-Bi腐蚀性能分析
李天庆'，顾俊，雷玉成2，陆超，黄飞"
（1.江苏大学材料科学与工程学院，镇江212013；
2.哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室，哈尔滨150001）
摘要：文中研究了中国低活化马氏体（chinalowactivationmartensitic，CLAM）钢对接双层TIG焊焊缝在高速流液态Pb-B中的腐蚀行为结果表明，腐蚀的主要特征是元系扩散迁移和表面形成双氧化层结构焊后热处理改善了 CLAM钢焊缝耐液态Pb-Bi腐蚀性能.研究发现试样经760C保温0.5h的回火热处理后，耐腐蚀性能最好.均匀细小的氏体组织有效地提高了焊缝的耐蚀性能，马氏体组织的尺寸大小是焊缝耐蚀性能的决定性因系。试样焊缝区最先损坏，表现为内氧化层中出现裂纹导致氧化层脱落。因此，提高反应堆结构材料焊缝处的耐腐蚀性能可以有效延长结构材料的使用寿命
关键词：低活化马氏体钢；焊缝；铅铋共晶体；腐蚀；热处理
中图分类号：TG172.6 0序言
文献标识码：A
文章编号：0253360X(2016)11001904
耐蚀性能对提高结构材料的使用寿命具有重要意义.
为了推动核能的安全应用，研究人员对核聚变
反应堆的设计和制造已经做了大量的研究工作。自前，液态金属是核聚变反应堆包层模块中的重要冷却剂候选材料[1,2]．低活化铁素体/马氏体（reduced activationferritic/martensitic，RAFM）钢作为未来聚变示范电站及商用聚变电站的首选包层结构材料，在液态Pb-Bi中的腐蚀行为已经得到了深入研究[3,4]．中国研发的低活化马氏体（Chinalowactiva-tionmartensitic，CLAM）钢是具有自主知识产权的 RAFM钢，其低活化成分适于商业化生产，是未来国内聚变堆首要候选结构材料[5]
在制造核聚变反应堆冷却装置过程中，许多结构件需要用到焊接技术，而CLAM钢在焊接过程中通常会产生许多焊接缺陷，这可能会导致焊缝的耐蚀性能与母材相比有很大区别[6,7].根据已有研究发现，CLAM钢焊缝在液态Pb-Bi中耐蚀性要比母材差[7]．在聚变堆运行过程中，包层结构材料需要在恶劣的辐射环境下长期工作，而液态Pb-Bi对结构材料具有严重的腐蚀作用["」，因此，针对CLAM钢结构的工作条件，研究焊缝在高温液态Pb-Bi中的
收稿日期：2016-02-26
基金项目：国家自然程学基金资助项目（51375216）；先进焊接与连
接国泵整据实验室资助项目（AWJ-Z13-01）
目前，CLAM钢TIG焊接工艺在实验室阶段已经得到了广泛的运用，而焊后热处理作为提高 CLAM钢TIG焊焊缝性能的手段之一也已经得到了深人地研究.为了研究不同状态下CLAM钢熔焊接头在液态Pb-Bi中腐蚀的行为，文中对CLAM钢TIG 焊接试样分别采取了710℃，760℃，810℃保温 30min的回火处理，然后研究其在550℃高速流液
态Pb-Bi中的腐蚀行为，并分析了腐蚀机理 1试验方法
试验所用材料为5mm厚轧制CLAM钢板，热处理工艺为980℃/30min，水冷淬火，然后 760℃/90min回火处理.CLAM钢的化学成分见表1.
表1CLAM钢化学成分表（质量分数，%）
Chemical compositions of CLAM
Table1
Cr
W
Ta
Mn
c
S
Cu
Al
Ni
00 08108200 99000210 00 010 00 0 168
焊接试样加工成60°V形坡口，采用对接双层 TIG焊，焊丝是用母材加工而成，直径为2mm.焊接