高Cr铁素体耐热钢扩散连接界面结合机制及其接头强韧化研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51501126
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0104.金属结构材料与力学行为
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

The development of 700℃ grade advanced ultra-super-critical power plants technology requires the higher manufacturing technology for large-scale heat-resistant steel structures. The advanced joining technology for steel components as diffusion bonding could narrow the differences of microstructures and mechanical properties between joint and base metal resulting from fusion welding, and may improve creep rupture life by avoiding type IV cracking. The bonding quality of interface and microstructure of joint would influence the mechanical properties as impact toughness and shear strength, thereby affecting service reliability of the structures. Hence, this project will focus on interfacial strengthening during diffusion bonding of high Cr ferritic heat-resistant steels used in power plants. Firstly, the micro-mechanism of interface jointing during diffusion bonding will be investigated by microstructure analysis and atomic diffusion kinetics research. Secondly, the physics model will be established to describe the quantitative relations between microstructure characteristic parameters and mechanical properties, and the effect of the bonding process and joint microstructure on mechanical properties of joint will be clarified. On the basis above, the approaches of joint strengthening and toughening will be developed by adjustment of bonding parameters, optimization of interlayer compositions, and introduction of surface nanocrystallization, and finally the guiding principle of bonding process optimization will be developed. The successful implementation of this project would improve the manufacturing technology for high Cr ferritic heat-resistant steels components, and thus facilitate the R&D process of 700℃ grade advanced power plants technology.
700℃等级先进超超临界发电技术的开发对耐热钢整体构件制造技术提出了更高的要求。先进的扩散连接方法可避免熔焊导致的接头与母材间组织及性能的较大差异,并有望避免第IV类断裂的发生,从而提高接头蠕变寿命。连接界面结合质量及接头组织形貌会影响接头的冲击韧性及剪切强度等力学性能,从而影响构件服役可靠性。据此,本项目拟针对火电用高Cr铁素体耐热钢的扩散连接界面强化开展以下研究:结合显微组织分析及原子扩散动力学研究,探究扩散连接界面结合微观机制;并通过建立组织特征参数与性能间的定量模型,澄清界面结合过程及接头组织对力学性能的影响机理;在上述研究基础上,通过工艺参数的调整、中间层合金成分的优化、表面纳米化技术的引入等,探索有效的接头强韧化途径,并形成连接工艺优化指导方案。本项目的顺利开展将有助于高Cr铁素体耐热钢构件制造水平的提升,从而推进700℃先进发电技术的研发进程。

结项摘要

先进超超临界发电技术的发展对机组关键部件制造提出了更高要求。机组构件采用传统熔焊连接时,接头处组织及性能成为薄弱环节,特别是第IV类断裂严重影响构件服役寿命。固相扩散连接技术可实现接头与母材间组织及性能的良好匹配,并有望避免第IV类裂纹的萌生。本项目针对高Cr铁素体耐热钢的直接扩散连接、电沉积Ni作为中间层的扩散连接、Fe-Si-B共晶合金箔作为中间层的瞬时液相扩散连接展开了研究,探明了扩散连接过程中的界面结合微观机制,澄清了界面结合过程及接头组织对力学性能的影响,探索了有效的接头强韧化方法,形成了连接工艺优化指导方案。申请国家发明专利6项,发表标注论文14篇,其中SCI收录13篇。本项目的顺利实施有助于加深对扩散连接过程中界面结合及组织形成微观机制的理论认知,从显微组织的角度澄清连接接头的强韧化机制,并提升高Cr铁素体钢耐热构件的制造水平。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(6)
Improvement of High-Temperature Mechanical Properties of Low-Carbon RAFM Steel by MX Precipitates
MX析出物改善低碳RAFM钢高温力学性能
  • DOI:
    10.1007/s40195-018-0703-y
  • 发表时间:
    2018-06
  • 期刊:
    Acta Metallurgica Sinica (English Letters)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Chen Jianguo;Liu Yongchang;Xiao Yantong;Liu Yihuan;Liu Chenxi;Li Huijun
  • 通讯作者:
    Li Huijun
Mechanical properties and tensile deformation behavior of a reduced activated ferritic-martensitic (RAFM) steel at elevated temperatures
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2018-05-16
  • 期刊:
    MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING A-STRUCTURAL MATERIALS PROPERTIES MICROSTRUCTURE AND PROCESSING
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Mao, Chunliang;Liu, Chenxi;Liu, Yongchang
  • 通讯作者:
    Liu, Yongchang
Effects of Static Recrystallization and Precipitation on Mechanical Properties of 00Cr12 Ferritic Stainless Steel
静态再结晶和析出对00Cr12铁素体不锈钢力学性能的影响
  • DOI:
    10.1007/s11663-018-1273-0
  • 发表时间:
    2018-05
  • 期刊:
    Metallurgical and Materials Transactions B-Process Metallurgy and Materials Processing Science
  • 影响因子:
    3
  • 作者:
    Shao Yi;Liu Chenxi;Yue Tengxiao;Liu Yongchang;Yan Zesheng;Li Huijun
  • 通讯作者:
    Li Huijun
Effects of tantalum on austenitic transformation kinetics of RAFM steel
钽对 RAFM 钢奥氏体转变动力学的影响
  • DOI:
    10.1016/s1006-706x(17)30106-1
  • 发表时间:
    2017-07-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF IRON AND STEEL RESEARCH INTERNATIONAL
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Chen, Jian-guo;Liu, Yong-chang;Li, Hui-jun
  • 通讯作者:
    Li, Hui-jun
Effects of tantalum content on the microstructure and mechanical properties of low-carbon RAFM steel
钽含量对低碳RAFM钢显微组织和力学性能的影响
  • DOI:
    10.1016/j.jnucmat.2016.07.029
  • 发表时间:
    2016-10-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF NUCLEAR MATERIALS
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    Chen, Jianguo;Liu, Chenxi;Li, Huijun
  • 通讯作者:
    Li, Huijun

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其他文献

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  • 作者:
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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