核电压力容器用钢的冶炼.pdf

一不,1997.I(71)
刀5?冶
核电压力容器用钢的冶炼
赵林金东国赵长春
[提要]:核电压力容器用钢技术指标要求极严,本文介绍了一重集团公司研
SA508-Ⅲ钢所米用的冶炼技术,重点说明了化学成分、偏析和非金属央杂物的控制
技术。一重集团公司采用该钢种造的国内首台出口巴基斯坦的300MW核反应堆
简体已发往用户,受到巴方好评;研制的冷却荆泵売(样机)已于1996年11月通过国
家验收。
关键词:冶炼工艺合金钢核电设备压力容器
核电站由一回路和二回路组成,二回路可以通过严格控制钢的化学成分和选择适当
是常规设备。一回路是核设备,由压力壳、稳的合金添加剂并取适当的热处理工艺和晶粒
压器、蒸发器和主泵等部件组成。这些部件细化措施来获得较为理想的强度和初性。
大多采用锻焊结构。它们在高温高压下长期
化学成分的确定应顾及钢材的室温强
工作,压力壳容器的活性区部分还要承受强度、高温强度、初性、焊接性和抗辍照脆性等,
烈的中子辐照作用,因而会使钢材的冲击韧并由此确定最适当的化学成分。表1和表2
性降低,无延性转变温度升高,甚至有造成容是部分国家用于核电压力容器材料的化学成
器破裂的危险。
分和机械性能。在性能上,化学成分中的碳
目前世界上许多国家制造压力容器都采是保证钢强度的基本元素,提高碳含量可改
纳美国材料试验标准(ASTM)或美国机械工善钢的淬透性,但同时也使韧性和焊接性能
程师协会(ASME)规范。对一般压力容器而变差田(见图1)。因此,在设计钢种成分时
言,这些规范要求是必须遵循的。但对于核应在保证必要
能压力容器用钢来讲,为了确保其最大的安的强度(特别
200
全性和可靠性,各国都制订了更加严格的技
是高温强度)3200
50
?
术标准。
条件下尽量降
。uEv
?)R
1用钢成分的选定
低碳含量。钢?
50
40
35
中添加少量铝
在压力容器的整个断面上应具有足够而
OTNDT( RTNDI2H 20 p
均匀的强度和韧性,这对压力容器的完整性可以细化晶2
粒,对改善低
来说是非常重要的。而钢的强度和韧性主要
温韧性很有效
取决于钢的化学成分和它的显徽组织,通常
火冷却速度
果2(见图
回火系致19.
收稿日期:1996年11月20日。
2)。根据研究
150200,25
A533B钢的
量(%
赵林:一黛集团公司锻治高级工程师。
金东国;一集团公司副总工程师、高级工程师。
结果,钢中熔图1含碳量对初性的影响
赵长蕃:一重集团公司锻治处副处长、高级工程师。
解状态的氮量与细化奥氏体晶粒的铝量之比
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表1反应堆压力容影用锻辆的化学成分
规格
C
P
S
Cr
LL
TTA
SA 508CL I
≤0.3510.15~-0.350.40~0.901≤0.025≤0.025
≤0.05
C.2
≤
0.15~0.350.50~0.90≤0.025「≤0.0251≤0.100.50~0.900.25~0,4510.55~0.70-0.05
L.3、0.15-0.2510.15-0.351.20~1.501≤0.025<0.035<0.10p0.40~0.8?≤0.2510.45~-0.60
西
22 Nimocr3710.17~0.2510.15~0.350.50~1.00」≤0.0121≤0.015≤0.100.60~1.000.25~0.5010.50~0.750.05?≤0.05≤0.0?≤0.03
20 MNMONI550.17-0.2510.15-0.301.15~1.50≤0.012「≤0.015≤0.100.40-0.80≤0.2010.45-0.60≤0.05?≤0.05≤0.03?≤0.03
法国
0.G2
0.09~1.40
≤0.300.40~0.60
15MDV4.05
0.08
荷
1.001.50
0.03~0.0?≤0.200.35-0.55
1. 2MM7
意大利
0.50~0.80
0.55~0.900.25~0.4510.55~-0.70
MnーCr-NMi-M
苏联
CMOV
日本SFVv1≤0.3510.15~-0.3510.40-0.9」0.0251≤0.025
向A508
2」≤0.27「0.15~0.3510.50~0.90≤0.0250.025
0.50~0.90?0.25~-0.9010.55~-0.70
310.15~0.2510.15~0.351.20~1.50≤0.025≤0.025
C.1~3
0.40~0.80
0.45~0.60≤0.05
亵2反应堆压力客用锻钢的性能
抗拉性能
冲击性能
规格
试样取
样位置湿度/抗拉强度屈服强度
延伸率断面收缩率
冲击值(kgm/mm2)
NDT
g/mm
%)
08Cl.
≥49.2
≥24.6
≥20
4.4℃ャE≥2.0(平均),E≥1.4(单个试样最小)
室温≥56.2
≥35.2
≥38
4.4℃uE≥4.2(平均)
56.2
≥18
≥38
3.5(单个试样最小)
22 Nimocr37
室温
≥40
≥45
0℃L方向
20℃T方向
uE≥5.2(平均)
≥8.5(平均)
-12
20MNMONI55
≥50
≥35
≥14
UE≥4.3(最小)
E≥0.9(最小)
法国15MDV4.05
52-62
3
意大利MnーCrーNi-Mo
56~62
a出
荷
注:瓦一纵向;Tー横向;t一锻钢断面。