Forecasting of structural transformations in heat affected zone steel of 15Kh2NMFA at anti-corrosion cladding

Abstract

Using mathematical modeling based on existing parametric regression equations the prediction of microstructure-phase transformations in heat affected zone( HAZ) metal of base material (steel 15Kh2NMFA) of WWER-1000 reactor vessel in arc cladding of protective anti-corrosion layer was carried out as well as performed comparative analysis of modeling results with obtained experimental data of dilatometric and metallographic analysis. The comparison of results ensures formation of bainite-martensite structure in HAZ metal of WWER-1000 reactor vessel, however a value of content of martensite in calculation and experimental determination is different on ⁓ 40…50%. To clarify the calculated results, a thermokinetic diagram of the decomposition of supercooled austenite was constructed for characteristic cooling rates (3; 4, and 5 °C/s) during the welding/surfacing thermal cycle. As a result, adequate parameters of the microstructure-phase composition in the HAZ of steel 15Kh2NMFA at corrosion-resistant cladding were obtained.

Методами математичного моделювання на основі параметричних регресійних рівнянь виконано прогнозуванням мікроструктурних перетворень у металі зони термічного впливу (ЗТВ) сталі 15Х2НМФА корпусу реактора ВВЕР-1000 при дуговому наплавленні захисного антикорозійного шару, а також проведено порівняльний аналіз результатів моделювання з отриманими експериментальними даними дилатометричного і металографічного аналізу. Порівняння отриманих результатів підтверджує формування бейнітно-мартенситної структури в металі ЗТВ корпусу реактора ВВЕР-1000, однак вміст мартенситу при математичному та експериментальному моделюванні відрізняється на ⁓ 40…50%. Для уточнення розрахункових результатів була побудована термокінетична діаграма розпаду переохолодженого аустеніту для характерних швидкостей охолодження (3, 4 і 5 °С/с) при зварювальному/наплавочному термоциклі. В результаті було отримано адекватні параметри мікроструктури металу ЗТВ корпусної сталі 15Х2НМФА при антикорозійному наплавленні.

Методами математического моделирования на основе параметрических регрессионных уравнений выполнено прогнозирование микроструктурных изменений в металле зоны термического влияния (ЗТВ) стали 15Х2НМФА корпуса реактора ВВЭР-1000 при дуговой наплавке защитного антикоррозионного слоя, а также проведен сравнительный анализ результатов моделирования с полученными экспериментальными данными дилатометрического и металлографического анализов. Сопоставление полученных результатов подтверждает формирование бейнитно-мартенситной структуры в металле ЗТВ корпуса реактора ВВЭР-1000, однако величина содержания мартенсита при расчетном и экспериментальном определении отличается на ⁓ 40…50%. Для уточнения расчетных результатов была построена термокинетическая диаграмма распада переохлажденного аустенита для характерных скоростей охлаждения (3; 4 и 5 °С/с) при сварочном/наплавочном термоцикле. В результате были получены адекватные параметры микроструктуры металла ЗТВ корпусной стали 15Х2НМФА при антикоррозионной наплавке.