高放废液具有放射水平高、生物毒性大和半衰期长等特点,其处置已引起世界性关注,我国也把高放废物处置纳入到国家百大工程项目。固化容器是第一道屏障,贯穿了从玻璃液浇注,到吊装、运输、长期储存,以及最终地质处置环节的全过程。固化容器形状复杂,必须通过焊接完成。焊接接头往往是容器的薄弱环节,因此焊接接头的性能直接影响固化容器的服役安全。研究结果表明,焊接接头高温持久试验和拉伸试验的断裂位置均发生在焊接热影响区,同时从微观组织结构上确定热影响区为焊接接头薄弱区域,得出了焊接热影响区蠕变失效模型。由于热影响区区域窄小、组织复杂,为此利用热模拟试验机放大焊接热影响区试样,为后续进行高温性能和辐照损伤研究奠定了基础。初步研究发现:热影响区试样模拟1100℃高温浇注后的抗拉强度升高,屈服强度降低;浇注温度下,铁素体高温下转变成σ相和二次奥氏体γ2相,晶界附近出现非对称的贫Cr区,晶界处析出碳化物;利用钴源和加速器模拟辐照条件,发现辐照后材料的延伸率明显降低,强度略有降低。
图1 模拟浇注前后焊接热影响区性能变化
图2 模拟浇注后组织变化
图3 浇注后晶界附近析出相