焊后热处理对SA508Gr.3钢韧性影响的研究

在三代非能动压水堆核电设备上,大量地使用了SA-508 Gr.3Cl.2钢,该材料具有较高的强度和低温冲击韧性。由于核电部件材料厚度大,SA-508 Gr.3Cl.2钢焊接完成后需要进行较长时间的热处理,以消除残余应力。本文研究了核反应堆容器用SA508Gr.3钢大锻件热处理工艺,焊后热处理保温时间下的焊缝组织和冲击韧性的变化,分析了回火过程中残余奥氏体分解对回火冲击韧性的影响。     

SA508Gr.3钢超温回火异常组织分析

SA-508 Gr.3Cl.2钢具有较高的强度和低温冲击韧性,在3代非能动压水堆核电设备上大量使用。由于核电部件材料的厚度大,SA-508 Gr.3Cl.2钢焊接完成后,需要进行较长时间的焊后热处理,以消除残余应力。本文介绍了核反应堆容器用SA508Gr.3钢大锻件模拟焊后热处理得到异常组织的问题,针对发生的焊后热处理异常组织和冲击韧性的变化,分析了冲击韧性下降的原因。     

基于变形机制的P91钢蠕变行为分析

利用一种基于变形机制的本构模型对P91钢蠕变行为进行了研究.结合试验数据发现,最小蠕变速率与蠕变过程中的施加应力呈现出明显的指数关系,且与不同的变形机制间存在紧密联系.通过将位错滑移、位错攀移以及晶界滑移三种变形机制引入传统Norton幂律方程,对P91钢在580℃～620℃温度、135 MPa～200 MPa应力条件...     

应力水平对In783合金蠕变性能和蠕变机制的影响

在620℃,对In783合金进行不同应力水平下的单轴拉伸蠕变试验,获得了该合金的Norton-Bailey本构参数;研究了应力水平对合金蠕变性能和蠕变机制的影响,并观察了合金在典型应力水平下的位错特征。结果表明:在不同应力水平下,合金的本构参数并不相同,高应力区的应力指数比低应力区的大;Norton-Bailey本构方程能较好地描述低应力区的蠕变曲线,但不能很好地描述高应力区的蠕变曲线;不同应力水平下本构参数不同的本质原因是蠕变机制不同,高应力区的蠕变机制以位错绕越第二相粒子为主,低应力区的蠕变机制以位错热激活攀移为主。     

热采井口装置材料30CrMo的拉伸及蠕变性能研究

针对油田热采井口装置服役寿命的评价问题,对其材料30CrMo进行了拉伸和蠕变性能研究。通过拉伸试验获得材料的常温和390℃下的力学性能;进行该材料在390℃、五个不同应力下的蠕变试验,并对试验数据进行Norton-Bailey方程拟合,得到了低应力区和高应力区蠕变本构方程;对原始试样和五个蠕变后的试样进行扫描电镜和透射电镜观察,发现材料长期处于390℃温度下,晶体内的碳元素扩散造成基体上析出物数量的增多及颗粒的增大,导致材料强度的下降;材料30CrMo在低应力区和高应力区的蠕变微观组织变化机理不同,低应力区以位错热攀移为主,高应力区以Orowan绕越方式为主。     

平头压痕蠕变的试验和数值研究

通过对LY12CZ的平头压痕蠕变和单轴拉伸蠕变行为的比较,主要研究工程材料LY12CZ的压痕蠕变行为.首先对压痕蠕变试验和单轴蠕变试验进行研究,通过试验得出材料蠕变参数及其压痕蠕变参数.其次,通过有限元(finite element method,FEM)分析对压痕蠕变进行模拟,也得出材料的压痕蠕变参数,以上都得出相同温度下由压痕蠕变试验和单轴拉伸蠕变试验得出的应力指数是相等的结论,同时利用转化因子验证压痕蠕变试验和单轴蠕变试验的一致性和等效性,从而证实由压痕蠕变试验描述蠕变是合适的,并且能够确定材料的蠕变参数.     

高温低应力下AZ31镁合金的蠕变性能及蠕变机理

研究了AZ31镁合金在高温、低应力下的蠕变性能及蠕变机理.结果表明,AZ31镁合金的高温蠕变具有明显的三阶段蠕变特征;随着温度和应力的增加,稳态蠕变速率增加,稳态蠕变速率区域缩短.温度大于420℃、较低应力时,AZ31镁合金的蠕变为晶界扩散控制的COBLE蠕变;较高应力时,与位错攀移控制的WEETMAN蠕变机制相吻合.当温度为320～420℃时,AZ31镁合金的蠕变为滑移控制的位错蠕变.计算了由COBLE蠕变向WEETMAN蠕变转变的临界应力σcr,该应力与P-N力τp在数值上具有如下关系:σcr≈(2～3)τp     

硅含量对9Cr-1.5W钢在550℃下蠕变性能的影响

在550℃下对硅质量分数分别为0.34%,0.60%,0.90%的9Cr-1.5W钢进行拉伸试验以及不同应力下的蠕变试验,研究了硅含量对试验钢高温拉伸性能和蠕变性能的影响。结果表明：随着硅含量的增加,试验钢在550℃下的屈服强度和抗拉强度均降低,但断后伸长率增大,应变硬化指数先升后降,含质量分数0.60%硅的试验钢具有最大的应变硬化指数;含质量分数0.60%硅的试验钢在不同应力下均具有较长的蠕变时间,表现出最佳的高温蠕变性能,应力指数最小,最小蠕变速率对外加应力敏感性最低;试验钢的蠕变行为均受位错攀移控制。     

反应堆压力容器用SA-508 Gr.3 Cl.1钢钨极惰性气体保护焊工艺研究

反应堆压力容器用材料主要是Mn-Mo-Ni钢,其压力边界焊缝使用的焊接方法仅为焊条电弧焊(SMAW)、埋弧焊(SAW)。为了提高焊接质量、减少清根的工作量,进行了反应堆压力容器Mn-Mo-Ni(SA-508 Gr. 3 Cl. 1)配套钨极惰性气体保护焊(GTAW)工艺的研究,并完成了焊接工艺评定试验。研究结果表明,钨极惰性气体保护焊可用于反应堆压力容器产品焊接。     

汽轮机转子钢蠕变损伤的非线性超声评价

超超临界汽轮机高温部件长期服役会产生蠕变损伤,威胁设备的强度安全,快速、有效地检出高温构件蠕变损伤状况对保证设备服役安全意义重大。采用中断蠕变试验,在实验室模拟获得了汽轮机转子钢FB2不同程度的蠕变损伤,进行损伤后试样的非线性超声纵波表征试验。结果表明:非线性超声参量随转子钢FB2蠕变损伤程度的增加而增大;透射电镜微观分析表明,超声非线性参量增大与位错密度增加有关;非线性超声纵波参量与高应力水平下的位错攀移和低应力水平下的位错滑移存在较好的函数关系。进一步以位错密度为中间量,建立非线性参量22 1A A和稳态蠕变变形速率ε?的关联式。     

Investigation of bending creep tests. Part I: Effect of residual stress

Bending creep test (based on overhang beam geometry) is investigated by incorporating the important contribution of residual stress. Finite element simulations considering the residual stress is employed to investigate the residual stress behavior of bending creep specimen. We propose several methods to determine the creep parameters directly from the bending creep tests. We considered two cases of residual stress, one is tensile residual stress. The other is compressive residual stress. The present work may shed some light on the influences during bending creep, as well as provide an efficient way to determine material residual stress characteristics.     

Low-temperature creep behavior of ultrafine-grained 5083 Al alloy processed by equal-channel angular pressing

Low temperature creep behavior of ECAPed Al 5083 alloy with grain sizes of approximately 300 nm was investigated at temperatures of 498, 523 and 548 K. The value of the stress exponent was found to be 3.5 at a low stress level and increased to 5.0 at a high stress level. At the low stress level, the creep curve exhibits typical class II behavior due to the accumulated strain during the ECAP process, even though the creep is controlled by solute-drag processes with a stress exponent of 3.5. The average value of Q obtained from the analysis of the data is close to that for dislocation pipe diffusion. Therefore, on the basis of the activation energy in a temperature range of 498K to 548K at low and high stress level, the creep deformation is controlled by dislocation glide and climb processes, respectively, and the rate-controlling diffusion step might be dislocation pipe diffusion.     

镍基定向凝固高温合金蠕变寿命预测的改进方法

一种应用简单、物理依据清晰、稳健的蠕变和持久寿命性能方法是开展航空发动机热端部件强度评价的重要基础。针对航空发动机用典型的镍基高温合金,首先讨论了Wilshire方法对宽温度/应力条件下蠕变性能的预测精度,并证实该方法体系中的等效蠕变激活能比传统方法更接近晶格扩展激活能,所预测的应力分界点与合金不同温度/应力条件下的蠕变变形机制密切相关;其次,通过引入拉伸强度相关的晶向函数对Wilshire和传统的Larson-Miller法进行修正,结果显示修正方法顺利实现了不同晶向下蠕变持久性能的高精度预测;最后,基于Wilshire方法提出了一种基于归一化应力的热强综合参数,该热强综合参数可用于评估高温合金材料在归一化应力条件下的蠕变持久性能,同时基于该热强综合参数有利于发挥材料的高温性能潜能。     

镍基单晶高温合金在980℃以上稳态蠕变行为及相应的显微组织

研究了一种镍基单晶高温合金在高温(高于980℃)蠕变时的稳态蠕变行为与相应显微组织的关系。结果表明:筏形组织是稳态蠕变变形的重要特征,较短的初始蠕变阶段和较高的界面位错网密度有利于稳态蠕变变形。     

随焊氩气激冷控制铝/钢薄板残余应力与变形研究

针对铝/钢异种金属薄板焊接时容易产生残余应力与变形问题,提出采用随焊冷却氩气激冷对其进行控制。建立随焊氩气冷却激冷铝/钢异种金属熔钎焊的数值分析模型,研究不同冷却距离对残余应力和变形的控制效果,探究随焊激冷技术控制焊接变形与残余应力机理;同时,进行随焊激冷铝/钢异种金属熔钎焊试验,对焊接温度场、残余应力与变形进行测量,验证模型的准确性。结果表明,采用最优冷却距离(d=10mm),进行随焊冷却氩气激冷焊接试验时,纵向残余拉应力峰值和残余压应力峰值分别减小42.1%和74.4%,横向残余拉应力峰值和残余压应力峰值分别降低11.3%和14.4%,铝板和钢板外边缘焊接变形量分别减小67.9%和69.5%。随焊冷却氩气激冷技术可有效控制铝/钢薄板焊接时产生的残余应力与变形。     

服役环境下材料蠕变对挤压筒过盈量的影响

在传统Lamé公式的基础上引入直接位移求解法（DDM）,推导了考虑蠕变效应的挤压筒应力/应变分布解析模型,分析了各层筒应力随时间的变化情况。针对挤压筒用热作模具钢H13进行了高温蠕变试验,获取了500 ℃下热作模具钢H13的蠕变行为和Norton表达式,探讨了材料蠕变对挤压筒各层之间过盈量的影响规律。研究结果表明,交界面处各层筒的蠕变应变有差别,造成径向变形不一,从而使得过盈量减小。     

15CrMo钢的蠕变-疲劳试验及蠕变回复行为

试验测试了500℃时峰值保持时间分别为0,2,5,10和20 min条件下15CrMo钢的蠕变疲劳性能,重点分析了材料在蠕变疲劳载荷下的变形行为和蠕变回复行为。结果表明,随着峰值保持时间的延长,材料的蠕变-棘轮总变形显著增加;当疲劳-蠕变存在峰值保持时间时,前一个循环中峰值保持结束时的应变值大于再次加载达到峰值时的应变值,存在一定的蠕变回复行为;峰值保持时间越长,15CrMo钢蠕变应变回复量越大,且相同保持时间下的蠕变应变回复量总体上保持恒定。     

保载时间对P92钢蠕变-疲劳交互行为的影响

为研究保载时间对蠕变-疲劳寿命和应力-应变响应的影响规律,对P92钢在650℃下进行了应变幅为±0.5％,保载时间为36,600,3600 s的蠕变-疲劳试验,采用Chaboche塑性本构模型和应变强化蠕变模型进行有限元模拟,并对P92钢断裂试样进行透射电镜检测.试验结果表明:保载时间增长导致拉压屈服极限降低,最大拉应...