膜致应力对应力腐蚀裂尖力学特性的影响

氧化膜破裂理论是目前定量预测核电高温水环境中镍基合金应力腐蚀开裂速率应用最为广泛的理论模型之一,其中应力强度因子是衡量应力腐蚀开裂速率的重要参量。为进一步了解氧化膜破裂机理及裂纹扩展驱动力特性,提出了膜致应力强度因子。为了深入了解膜致应力强度因子在 EAC 裂纹扩展过程中裂尖的力学状况,在不考虑外载的情况下,从理论和数值模拟两方面分析研究了EAC 裂尖基体金属区域的应力应变分布状态,得出了膜致应力强度因子对裂尖Mises应力、等效塑性应变、拉伸应力、拉伸应变及拉伸应变梯度的影响规律,为提高定量预测高温高压水环境中镍基合金及不锈钢 EAC 扩展速率精度奠定基础,进而完善了氧化膜破裂机理。     

膜致应力对应力腐蚀裂尖力学特性的影响（英文）

氧化膜破裂理论是目前定量预测核电高温水环境中镍基合金应力腐蚀开裂速率应用最为广泛的理论模型之一,其中应力强度因子是衡量应力腐蚀开裂速率的重要参量。为进一步了解氧化膜破裂机理及裂纹扩展驱动力特性,提出了膜致应力强度因子。为了深入了解膜致应力强度因子在EAC(环境致裂)裂纹扩展过程中裂尖的力学状况,在不考虑外载的情况下,从理论和数值模拟两方面分析研究了EAC裂尖基体金属区域的应力应变分布状态,得出了膜致应力强度因子对裂尖Mises应力、等效塑性应变、拉伸应力、拉伸应变及拉伸应变梯度的影响规律,为提高定量预测高温高压水环境中镍基合金及不锈钢EAC扩展速率精度奠定基础,进而完善了氧化膜破裂机理。     

氧化膜形状对镍基合金应力腐蚀裂尖应力应变的影响

采用有限元数值模拟手段,分析了裂尖氧化膜在不同曲率下对应力腐蚀裂纹尖端应力应变场的影响。结果表明,随着氧化膜裂尖曲率的不同,氧化膜裂尖Mises应力和基体金属的Mises应力及等效塑性应变规律不同,曲率越大处,越易发生氧化膜破裂;在裂尖正前方,基体金属和氧化膜结合面处,会产生应力突变,易产生裂纹,也是发生裂纹扩展的薄弱区。     

镍基合金应力腐蚀裂尖氧化膜力学特性分析

裂纹尖端氧化膜形成与破裂是核电站压力容器高温水环境中镍基合金材料应力腐蚀开裂(SCC)的主要过程之一。由于应力腐蚀裂纹尖端形貌和扩展方式的特殊性,本研究利用ABAQUS有限元软件的子模型技术,在微观尺度下对由裂尖氧化膜和基体金属共同构成的应力腐蚀裂尖应力应变场进行了分析。结果表明,SCC裂尖氧化膜前端沟形裂纹的存在,会造成氧化膜中应力和应变的很大变化,且随着沟形裂纹的长度增加,这种变化越加明显;另一方面,与氧化膜中应力相比,塑性应变对裂尖形貌变化更加敏感,从一个侧面说明,裂尖塑性应变是研究SCC裂尖氧化膜形成与破裂比较理想的力学参量。     

随机因素对镍基合金应力腐蚀裂尖力学特性的影响

镍基合金的应力腐蚀开裂是核电站一回路中最重要的潜在安全隐患之一,考虑物理参数的随机性,基于氧化膜破裂理论,研究了镍基合金应力腐蚀裂尖力学特性的分散性规律。为了提高随机参数数值分析的效率,结合MATLAB和ABAQUS子模型技术的优点,完成了MATLAB对ABAQUS 的二次开发,将有限元数值模拟和拉丁超立方抽样方法相结合,获得了弹性模量、屈服强度等随机参数对应力腐蚀裂尖氧化膜和基体金属区域应力应变的影响规律,并验证了方法的可行性。结果表明,随机性的影响不容忽略,屈服应力的随机性对裂尖应力的分散性影响最大,而弹性模量的随机性对裂尖塑性应变分散性的影响最为显著。     

氧化膜对不同时期应力腐蚀裂尖力学场的影响

裂尖力学状态是影响结构材料应力腐蚀开裂(SCC)扩展速率的主要因素之一，针对氧化膜应力对不同时期裂纹尖端产生的力学规律，建立了SCC寿命周期有限元模型，得出氧化膜在不同裂纹扩展阶段裂尖力学场的变化。结果表明，在表面划痕开裂阶段，氧化膜对裂尖Mises应力及拉伸应力的影响最大，对裂尖的作用范围的影响则较小；随着开裂长度的增加，氧化膜对裂尖Mises应力、拉伸应力及应力强度因子K的影响越小。     

随机因素对镍基合金应力腐蚀裂尖力学特性的影响（英文）

镍基合金的应力腐蚀开裂是核电站一回路中最重要的潜在安全隐患之一,考虑物理参数的随机性,基于氧化膜破裂理论,研究了镍基合金应力腐蚀裂尖力学特性的分散性规律。为了提高随机参数数值分析的效率,结合MATLAB和ABAQUS子模型技术的优点,完成了MATLAB对ABAQUS的二次开发,将有限元数值模拟和拉丁超立方抽样(LHS)方法相结合,获得了弹性模量、屈服强度等随机参数对应力腐蚀裂尖氧化膜和基体金属区域应力应变的影响规律,并验证了方法的可行性。结果表明,随机性的影响不容忽略,屈服应力的随机性对裂尖应力的分散性影响最大,而弹性模量的随机性对裂尖塑性应变分散性的影响最为显著。     

材料力学性能对高温水环境中镍基合金裂尖应力分布的影响

借助有限元数值模拟方法,分析了力学性能参数对镍基合金裂尖应力分布的影响。结果表明:随着材料力学性能的变化,镍基合金和氧化膜的裂尖应力分布会发生不同的变化,由此得到了镍基合金和氧化膜的裂尖应力分布规律。     

膜致应力对应力腐蚀裂纹尖端蠕变特性的影响

应力腐蚀开裂(SCC)是核电一回路安全端在服役过程中的一种重要失效形式。针对SCC裂尖基体金属在高温高压条件下发生的蠕变现象,利用ABAQUS模拟了在高温水环境下膜致应力对316L不锈钢应力腐蚀裂纹尖端蠕变特性的影响。结果表明:蠕变后,基体金属裂尖的应力、塑性变形、蠕变率和裂纹扩展率都会随之增大,进而使裂尖氧化膜破裂的倾向更加明显。     

镍基合金环境致裂过程中裂尖微观力学特性分析

核电站一回路压力容器、管道及蒸汽发生器等设备和结构中广泛采用镍基合金和奥氏体不锈钢,而这些材料的环境致裂(EAC)却是核电结构的主要安全隐患之一。研究表明,核电高温高压水环境中镍基合金的EAC是裂尖氧化膜破裂和再生成的一个过程。为了深入了解镍基合金EAC裂纹扩展过程中裂尖的力学状况,本文从理论和数值模拟两方面分析研究了EAC裂尖氧化膜和基体金属区域的应力分布规律,为提高定量预测高温高压水环境中镍基合金EAC扩展速率精度奠定基础。     

机械阻碍应力对铸造残余应力影响的研究

通过在实验室与生产条件下所进行的判断性试验确证,机械阻碍应力对铸造残余应力的大小、分布有着极为显著的影响.其影响机制就在于影响了铸造应力的产生与形成的全过程.其本身作为一类应力具有"临时性",而其对残余应力的影响是永久的.     

残余应力的本质及其调整

残余应力是各种加工工艺产生的一种现象,是能量储存不均匀造成的,是材料内部不均匀塑性变形的结果,其本质是晶格畸变,而晶格畸变很大程度上是由位错引起的。根据等直纯弯曲梁建立了残余应力的力学模型,探讨了残余应力调整的方法。     

振动时效技术的研究及发展

对振动时效技术的研究进展进行了综述.回顾了振动时效技术的发展史,重点对其机理、工艺及效果评定技术的研究现状进行了介绍,对它的推广及应用进行了探讨.由于振动时效有着热时效、自然时效不能取代的优点,因此它将成为调整工件残余应力的重要手段.     

高强钢氢脆敏感性和氢致附加应力的相关性

采用慢应变速率试验(SSRT)研究了高强钢40CrMoTi的氢脆敏感性与氢致附加应力的关系。试验表明,氢致附加应力aσd随试样的屈服强度sσ以及固溶氢浓度C0的对数的增加而线性升高,其关系为,aσd=-260+0.226sσ+63.9 lnC0,高强钢恒载荷下氢致滞后断裂门槛应力随氢浓度对数的升高而线性下降,即,σHIC=863-145lnC0(sσ=900 MPa),σHIC=891-183 lnC0(sσ=1 050 MPa)。预充氢试样慢应变速率拉伸时的相对断裂应力σF(H)/σF随氢浓度对数的升高而线性下降,即,σF(H)/σF=0.97-0.18 lnC0(sσ=900 MPa),σF(H)/σF=0.95-0.24 lnC0(sσ=1 050 MPa)。     

残余应力场和不同应力比下TC11钛合金的高周疲劳性能

采用化学腐蚀剥层的方法在X射线应力衍射仪上测定喷丸与未喷丸TC11钛合金表层残余应力场,并测试了此应力场下r=–1,0.1两不同应力比下1×107次的高周疲劳,拟合成疲劳S-N曲线。使用OM、SEM、EDS、超显微硬度仪对材料原始组织、表面形貌、断口形貌、源区成分及疲劳试验后表层硬度变化进行了观察和测定。结果表明,喷丸后在TC11钛合金表层形成一个"钩"形分布的残余压应力场,且层深0.122 mm处压应力值达–463 MPa。此应力场能显著改善其拉/压疲劳性能,而对其拉/拉疲劳性能几乎不起作用。拉/压和拉/拉疲劳试验后,TC11钛合金喷丸试样表层硬度梯度都有降低的趋势,但未喷丸试样却呈上升趋势。     

Stress corrosion cracking of brass in ammonia solution

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅＴＥＭｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓｓｈｏｗｅｄ[1～ 4 ] ｔｈａｔｔｈｅｃｏｒ ｒｏｓｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｉｔｓｅｌｆｃａｎｆａｃｉｌｉｔａｔｅｄｉｓｌｏｃａｔｉｏｎｅｍｉｓｓｉｏｎａｎｄｍｏｔｉｏｎｄｕｒｉｎｇｓｔｒｅｓｓｃｏｒｒｏｓｉｏｎｃｒａｃｋｉｎｇ(ＳＣＣ)ｏｆｂｒａｓｓ,310ｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌ,ａｎｄＴｉ3Ａｌ Ｎｂ .Ｎａｎｏ ｃｒａｃｋｏｆＳＣＣｗｉｌｌｎｕｃｌｅａｔｅｉｎａｄｉｓｌｏｃａｔｉｏｎｆｒｅｅｚｏｎｅ(ＤＦＺ)ｏｎｌｙｗｈｅｎｔｈｅｃｏｒｒｏｓ…     

温度、应力及晶粒度对TC4合金应力松弛性能的影响

研究了温度、应力、晶粒度对TC4合金应力松弛的影响。结果表明，TC4合金应力松弛行为对材料的组织形态和外界试验条件极为敏感。温度升高时，松弛速率大大加快，应力松弛极限降低；不同初应力作用下，应力松弛极限相同，符合应力松弛第一定律；600℃时小晶粒材料应力松弛速率高于大晶粒材料。     

材料复杂残余应力的高温松弛行为

介绍了材料表面应力状态的X射线测量方法，研究了低碳钢交叉焊缝残余应力状态及其热松弛行为。结果表明，焊缝表面残余应力状态比较复杂，加热处理不但可有效降低应力幅度，对应力状态也产生一定影响。加热温度及时问是决定应力松弛的关键因素。在加热退火期间，Mises等效残余应力按幂指数方式松弛．并遵循蠕变机制。     

降低铸造残余应力工艺的探索

铸造残余应力的存在使铸件在使用过程中寿命缩短。为找到一种有效的工艺方法降低铸件的残余应力,试验验证了振动时效和退火工艺对气缸体、气缸盖残余应力和尺寸稳定性的影响,通过优化退火工艺进一步探索能有效消除气缸盖铸造残余应力的工艺方法。结果表明,振动时效工艺适合气缸体等简单铸件的处理,对于气缸盖等复杂结构铸件则建议采用退火工艺。