T-CNS 80-2022 核電廠不銹鋼材料熱老化試驗(yàn)方法

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77.040.01學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載CCS

H

20 T/CNS

80—2022核電廠不銹鋼材料熱老化試驗(yàn)方法Test

method

of

thermal

forstainless

steel

in

power

發(fā)布

實(shí)施中國(guó)核學(xué)會(huì) 發(fā)

布學(xué)ｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)兔兔ｗ下載學(xué)ｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)兔兔ｗ下載學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載T/CNS

80—2022學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載 前言

................................................................................

III1

...............................................................................

12 規(guī)范性引用文件

.....................................................................

13 術(shù)語(yǔ)和定義

.........................................................................

14 總體要求

...........................................................................

15 試驗(yàn)儀器和設(shè)備

.....................................................................

16 加速熱老化溫度與時(shí)間

...............................................................

27 試樣制備和要求

.....................................................................

38 檢測(cè)方法

...........................................................................

49

.............................................................

510 試驗(yàn)報(bào)告

..........................................................................

5參考文獻(xiàn)

..............................................................................

6學(xué)ｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)兔兔ｗ下載學(xué)ｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)兔兔ｗ下載學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載T/CNS

80—2022學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載 本文件按照GB/T

1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則 第1起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專(zhuān)利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專(zhuān)利的責(zé)任。本文件由由中國(guó)核學(xué)會(huì)提出。本文件由由核工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化研究所歸口。有限公司、生態(tài)環(huán)境部核與輻射安全中心、核工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化研究所。李玲、鄭會(huì)、陳銀強(qiáng)、余偉煒、遆文新、肖青山、王儀美、郭彥輝、董振邦。III學(xué)ｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)兔兔ｗ下載學(xué)ｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)兔兔ｗ下載學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載T/CNS

80—2022學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載1 范圍要求、檢測(cè)方法、試驗(yàn)結(jié)果表征及數(shù)據(jù)處理等內(nèi)容。2規(guī)范性引用文件文件。GB/T

228.1 金屬材料 拉伸試驗(yàn) 第1部分：室溫試驗(yàn)方法GB/T

228.2 金屬材料拉伸試驗(yàn) 第2部分：高溫試驗(yàn)方法GB/T

金屬材料夏比擺錘沖擊試驗(yàn)方法GB/T

4340.1 金屬維氏硬度試驗(yàn) 第1GB/T

13298 金屬顯微組織檢驗(yàn)方法GB/T

17365 金屬與合金電子探針定量分析樣品的制備方法GB/T

19501 電子背散射衍射分析方法通則GB/T

21143 金屬材料 準(zhǔn)靜態(tài)斷裂韌度的統(tǒng)一試驗(yàn)方法NB/T

20555 核電廠老化與壽命管理術(shù)語(yǔ)3 術(shù)語(yǔ)和定義NB/T

20555界定的術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。4 總體要求試驗(yàn)人員應(yīng)具備相關(guān)高溫?zé)崂匣癄t的基本操作技能及熱老化的專(zhuān)業(yè)背景知識(shí)。應(yīng)定期對(duì)熱老化爐的爐體、控溫?zé)犭娕技翱販仫@示儀表進(jìn)行檢測(cè)或計(jì)量檢定，保證相關(guān)試驗(yàn)參數(shù)和結(jié)果的可信度。5 試驗(yàn)儀器和設(shè)備熱老化爐5.1.1

爐門(mén)與爐體需具有良好的密封性。5.1.2

宜配備相應(yīng)的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，以保護(hù)風(fēng)機(jī)等部件。5.1.3

應(yīng)設(shè)有超溫保護(hù)、時(shí)到保護(hù)等安全保護(hù)裝置，并定期檢查安全保護(hù)裝置的可靠性。5.1.4

應(yīng)定期對(duì)爐體溫度的準(zhǔn)確性和均勻性進(jìn)行校準(zhǔn)。07Cr19Ni10

42540Cr15Mo2VN

41006Cr13

410．ｃｘｗ學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載T/CNS

80—2022．ｃｘｗ學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載加熱及控溫裝置5.2.1

熱老化爐應(yīng)采用電加熱方式。5.2.2

宜采用熱風(fēng)循環(huán)方式使?fàn)t腔均勻升溫與保溫。5.2.3

熱老化爐能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，爐內(nèi)溫度均勻性：±4

。5.2.4

控溫精度：±1

。6 加速熱老化溫度與時(shí)間加速熱老化溫度應(yīng)保證材料在加速熱老化溫度和實(shí)際服役溫度下的微觀組織轉(zhuǎn)變機(jī)理一致。對(duì)于常見(jiàn)不銹鋼材料及推薦的熱老化溫度見(jiàn)表1。表1 常見(jiàn)不銹鋼材料及推薦熱老化溫度=exp表1 常見(jiàn)不銹鋼材料及推薦熱老化溫度=exp

Q

1 1

RT

2 T1加速熱老化時(shí)間t2t1

(1)

式中：t

——部件服役T溫度下的熱老化時(shí)間，單位為小時(shí)（ht

——熱老化試驗(yàn)T溫度下的熱老化時(shí)間，單位為小時(shí)（h）；Q

——熱老化激活能，單位為千焦每摩爾（kJ/molR

——?dú)怏w常數(shù)，R=8.314

J/(mol?K)；T

——部件服役溫度，單位為開(kāi)爾文（KT

——熱老化試驗(yàn)溫度，單位為開(kāi)爾文（K）。熱老化激活能Q見(jiàn)表2。kJ·mol-1ZG07Cr19Ni10ZG03Cr18Ni10ZG07Cr17Ni11Mo2=90.54

9.62Cr

20.59Si

7575

kJ/mol75

kJ/mol240

kJ/molZG07Cr19Ni10ZG03Cr18Ni10ZG07Cr17Ni11Mo2=107.20θ

1.78Cr

4.35

)N

6165

280

280?330

330?360

ZG07Cr19Ni10ZG03Cr18Ni10學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載T/CNS

80—2022學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載表2 奧氏體不銹鋼推薦的熱老化激活能表2 奧氏體不銹鋼推薦的熱老化激活能

Q

計(jì)算公式金相檢測(cè)用試樣7.1.1 取樣要求如下。a)

不同熱老化時(shí)間的試樣取樣位置根據(jù)試驗(yàn)規(guī)格書(shū)確定，必要時(shí)應(yīng)按照

GB/T13298

行。b)

每個(gè)試樣均應(yīng)標(biāo)識(shí)并記錄其在材料中的具體位置。7.1.2 試樣制備要求如下。a)

宜采用電火花線切割等對(duì)材質(zhì)影響小的加工方法從材料上取樣。b)

宜用水砂紙對(duì)試樣表面依次打磨至

2000#，最后用

2.5

μm

面。試樣磨拋時(shí)應(yīng)用水冷卻，防止試樣組織因受熱而發(fā)生變化。c)

試樣的具體刻蝕試劑及刻蝕時(shí)間可根據(jù)實(shí)際不銹鋼牌號(hào)進(jìn)行選擇。其它微觀組織結(jié)構(gòu)檢測(cè)用試樣7.2.1 必要時(shí)，可采用電子背散射衍射、X

射線衍射、電子探針以及透射電子顯微鏡等分析方法對(duì)試樣的微觀組織結(jié)構(gòu)和局部化學(xué)成分進(jìn)行分析。7.2.2 不同熱老化時(shí)間的試樣取樣方法可參照

7.1.1。7.2.3 試樣制備應(yīng)按照

GB/T

17365

和

GB/T

19501

的相關(guān)規(guī)定。硬度檢測(cè)用試樣7.3.1 取樣要求如下。a)

不同熱老化時(shí)間的試樣取樣位置根據(jù)試驗(yàn)規(guī)格書(shū)確定，必要時(shí)應(yīng)按照

GB/T

4340.1

中的規(guī)定執(zhí)行。b)

每個(gè)試樣均應(yīng)標(biāo)識(shí)并記錄其在材料中的具體位置。7.3.2 試樣制備要求如下。a)

推薦用水砂紙對(duì)試樣表面依次打磨至

2000#，最后用

2.5

μm

粒徑的金剛石拋光膏機(jī)械拋光至鏡面。試樣磨拋時(shí)須用水冷卻，防止試樣組織因受熱而發(fā)生變化。b)

對(duì)于鑄造奧氏體不銹鋼和馬氏體不銹鋼等，需預(yù)先對(duì)試樣進(jìn)行刻蝕處理。夏比沖擊試驗(yàn)用試樣7.4.1 取樣學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載T/CNS

80—2022學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載要求如下。a)

不同熱老化時(shí)間的試樣取樣位置以及開(kāi)口方向可根據(jù)試驗(yàn)規(guī)格書(shū)確定，必要時(shí)應(yīng)按照

229

中的規(guī)定執(zhí)行。b)

每組沖擊試驗(yàn)應(yīng)至少取

3

個(gè)試樣。c)

每個(gè)試樣均應(yīng)標(biāo)識(shí)并記錄其在材料中的具體位置。7.4.2 試驗(yàn)制備要求如下。a)

宜采用對(duì)試樣沖擊吸收能量影響較小的方法（如電火花切割）進(jìn)行加工。b)

試樣的尺寸和具體加工要求應(yīng)按照

GB/T

中的規(guī)定進(jìn)行執(zhí)行。拉伸和斷裂韌度測(cè)試7.5.1 取樣要求如下。a)

不同熱老化時(shí)間的試樣取樣位置和取樣方向可根據(jù)試驗(yàn)規(guī)格書(shū)確定。b)

每組拉伸試驗(yàn)試樣數(shù)量不應(yīng)少于

3

個(gè)，斷裂韌度測(cè)試用試樣數(shù)量應(yīng)足夠。c)

每個(gè)試樣均應(yīng)標(biāo)識(shí)并記錄其在材料中的具體位置。7.5.2 試驗(yàn)制備要求如下。a)

b)

試樣的尺寸和具體加工要求應(yīng)按照

GB/T

和

GB/T

21143

中的規(guī)定進(jìn)行執(zhí)行。8 檢測(cè)方法微觀組織表征8.1.1 金相檢測(cè)要求如下。a)

應(yīng)按照

GB/T

13298

的規(guī)定執(zhí)行。b)

在光學(xué)顯微鏡下對(duì)金相組織進(jìn)行觀察。奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼重點(diǎn)關(guān)注晶粒的大小以的分布情況。c)

板條界的析出相分布特征。d)

根據(jù)需要可利用掃描電子顯微鏡的能譜附件對(duì)試樣的特殊區(qū)域進(jìn)行成分定性分析，如組織的夾雜、析出相等。8.1.2 其他微觀組織結(jié)構(gòu)表征要求如下。a)

對(duì)不同熱老化時(shí)間試樣的物相結(jié)構(gòu)進(jìn)行定性分析。b)

觀察基體中是否有調(diào)幅分解現(xiàn)象和

G

關(guān)注原奧氏體晶粒尺寸、馬氏體板條取向及寬度、基體中是否有

ε

等沉淀強(qiáng)化相的析出，并記錄析出相的形態(tài)與數(shù)量。學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載T/CNS

80—2022學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載力學(xué)性能測(cè)試8.2.1 硬度測(cè)試要求如下。a)

不同熱老化時(shí)間的試樣的維氏硬度試驗(yàn)按照

GB/T

4340.1

的規(guī)定執(zhí)行。b)

試。為避免相之間硬度的相互影響，宜選取較小的加載載荷，載荷保持時(shí)間為

15

s。c)

每相測(cè)試的硬度點(diǎn)數(shù)宜大于等于

3

d)

兩相鄰壓痕中心之間的距離應(yīng)為壓痕對(duì)角長(zhǎng)度的

3

壓痕確定壓痕間距。8.2.2 夏比沖擊試驗(yàn)要求如下。a)

應(yīng)按照

GB/T

229

的規(guī)定執(zhí)行。b)

宜在室溫下進(jìn)行。c)

如需確定材料的韌脆轉(zhuǎn)變溫度，宜在-120

℃80

℃、溫度間隔為

℃的條件下開(kāi)展沖擊試驗(yàn)。d)

根據(jù)需要可利用掃描電子顯微鏡對(duì)試樣的斷口形貌特征進(jìn)行觀察。8.2.3 拉伸和斷裂韌度試驗(yàn)要求如下。a)

GB/T228.1、GB/T228.2

和

GB/T21143中的規(guī)定執(zhí)行。b)

根據(jù)需要可利用掃描電子顯微鏡對(duì)試樣的斷口形貌特征進(jìn)行觀察。9 試驗(yàn)結(jié)果表征及數(shù)據(jù)處理對(duì)不同熱老化時(shí)間的試樣金相組成、晶粒尺寸、析出相分布數(shù)量及大小進(jìn)行描述和對(duì)比。繪制晶粒尺寸、析出相數(shù)量等與熱老化時(shí)間的關(guān)系圖。必要時(shí)，對(duì)不同熱老化時(shí)間試樣的物相組成、晶粒取向、晶界類(lèi)型、局部化學(xué)組成、馬氏體板條取向及寬度、析出相尺寸與分布等進(jìn)行對(duì)比和分析。對(duì)不同熱老化時(shí)間試樣的硬度進(jìn)行對(duì)比和分析，獲得材料基體各相硬度與熱老化時(shí)間的關(guān)系圖。對(duì)不同熱老化時(shí)間試樣的沖擊吸收能量進(jìn)行對(duì)比和分析，繪制沖擊吸收能量與熱老化時(shí)間之間的關(guān)系圖，獲得對(duì)沖擊斷口的形貌特征。對(duì)不同熱老化時(shí)間試樣的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、斷面收縮率和延伸率以及斷裂韌度進(jìn)行對(duì)比和分析，獲得材料拉伸力學(xué)性能、斷裂韌度與熱老化時(shí)間的關(guān)系圖。10 試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括但不限于以下內(nèi)容：a)

試驗(yàn)名稱(chēng)和本文件編號(hào)；b)

材料牌號(hào)；c)

試驗(yàn)設(shè)備；d)

試樣形狀尺寸、取樣位置、取樣方向、沖擊試樣開(kāi)口方向、試樣數(shù)量等；學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載T/CNS

80—2022學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載e)

試驗(yàn)參數(shù)，如熱老化溫度、熱老化時(shí)間等；f)

等；g)

試驗(yàn)異常記錄（如有）；h)

試驗(yàn)單位、試驗(yàn)人員和日期。學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載T/CNS

80—2022學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載參 考 文

獻(xiàn)[1] Chung

H

M,

Leax

T

R.

Embrittlement

of

laboratory

reactoraged

CF3,CF8,

CF8M

stainless

steels

[J].

Mater.

Sci.Technol.,

1990,

6:

249[2] Chopra

O

K,

Chung

H

M.

Initial

of