核级316H管道熔敷金属蠕变性能表征

文中通过开展核级316H管道熔敷金属在525℃不同应力下的蠕变试验,对熔敷金属蠕变后的析出相演变、蠕变损伤机理和断裂机制进行研究.结果表明,316H熔敷金属的蠕变曲线由瞬时蠕变阶段、稳态蠕变阶段和加速蠕变阶段组成,其高温蠕变机制为幂律蠕变.在蠕变断裂后的熔敷金属内部发现三种析出相:在δ铁素体内部析出的具有强化作用的Laves相,在δ铁素体与奥氏体界面析出的促进空洞形核长大的σ相和链状M₂₃C₆. 在σ相和链状M₂₃C₆附近区域产生的蠕变空洞是蠕变失效的主要原因.在断口处观察到大小均匀的等轴韧窝,说明熔敷金属的断裂机制为韧性断裂.     

基于混合硬化模型的Ti-6Al-4V低周疲劳损伤分析

以连续损伤力学(CDM)为基础,根据Ti-6Al-4V钛合金应变疲劳试验结果,改进了Krajcinovic和Lemaitre提出的损伤本构模型,并拟合确定了损伤模型参数;将该损伤本构模型编写为USDFLD子程序并耦合到ABAQUS有限元软件中. 使用Chaboche非线性随动强化和非线性各向同性硬化的混合硬化模型来描述Ti-6Al-4V钛合金的弹塑性行为,并拟合确定了混合硬化模型参数. 模拟了材料在不同应变幅下的低周疲劳损伤演化. 结果表明,损伤模型预测寿命和试验寿命吻合较好,对比试验和模拟结果可以发现,损伤模型预测寿命的平均误差为3.878%.     

P92钢高温断裂韧性的试验

文中以P92耐热钢为研究对象,研究了不同尺寸的开侧槽和不开侧槽的紧凑拉伸试样在630 °C下的断裂韧性,得到了相应的的阻力曲线及断裂韧度J_Q. P92钢在高温下为典型的韧性断裂机制. 基于三维有限元计算对侧槽的拘束效应进行表征,结果表明,侧槽可明显提高试样的拘束水平,试样尺寸越小,J阻力曲线差异越明显. 随载荷增大,非侧槽试样的拘束变化更明显,开侧槽将导致试样阻力曲线不同. 试样尺寸及结构的改变,对韧性材料的阻力曲线影响较大,而对断裂韧度值影响较小. 试样开侧槽之后裂纹扩展更平齐,可优化断裂韧性试验过程.     

P92钢焊缝金属高温低周疲劳行为分析

P92钢常用于锅炉高温、高压主蒸气管道等部件,其焊接接头性能的优劣直接关系到机组的安全可靠运行. 文中通过P92钢焊缝金属在630 ℃下的低周疲劳试验,研究了低周疲劳行为及其循环应力应变关系,采用塑性应变能密度对其低周疲劳进行了寿命预测,并根据断口形貌,分析了P92钢焊缝金属的断裂机理. 结果表明,P92钢焊缝金属表现出循环软化特征;其低周疲劳寿命与应变幅值满足Coffin-Manson关系;采用塑性应变能密度的方法可以很好地预测P92钢焊缝金属低周疲劳寿命. 二次裂纹密度的增加是其在高应变幅下寿命下降的主要原因.     

超级双相不锈钢多层多道焊接接头组织及腐蚀性能

选用2507超级双相不锈钢作为研究对象,研究钨极氩弧焊多层多道焊接接头的组织和腐蚀性能.采用两种不同保护气进行钨极氩弧焊,主要讨论焊接道次和氮气添加对组织和腐蚀性能的影响.结果表明,焊缝中心均有较高的奥氏体含量,其腐蚀速率是焊根部位的0.68倍;盖面和焊根奥氏体含量相近,但盖面由于其弥散且尺寸相对较大的晶内奥氏体表现出更好的耐腐蚀性,焊根是焊缝金属的薄弱区域.混合区由于热影响区的存在腐蚀速率最快.保护气中氮气的添加促进了奥氏体的生成,降低了腐蚀电流密度一个数量级,提高了整体的腐蚀性能.     

纳米压痕法研究80Au/20Sn焊料蠕变应力指数

室温下通过恒加载速率/载荷纳米压痕法对铸态80Au/20Sn焊料进行了测试,得到了压痕试样的载荷—位移曲线.试验表明,加载速率对载荷一位移曲线影响显著,较低的加载速率产生了较大的位移变化;加载阶段,较低的加载速率导致了较大的压痕深度;载荷保持阶段,压痕深度的变化表明在该阶段发生了蠕变,较高的加载速率导致了较大的蠕变应变率.结果表明,基于压痕做功概念得到的蠕变应力指数与传统单轴拉伸或压缩蠕变测试得到的数值具有较好的一致性,该测试和分析方法可行.     

P92钢管道焊接残余应力场研究

采用红外热成像仪测试了P92钢管道焊接温度场,并采用X射线衍射方法对P92管道焊接接头热处理前后的残余应力分布进行了测试.采用有限元方法对P92钢焊接温度场进行了计算和分析,并采用间接法用温度场结果计算残余应力场.分析比较了焊后热处理前后的焊接残余应力变化情况,证明焊后热处理对焊接残余应力具有一定的消除作用.     

变形速率对摩擦焊接头组织与性能的影响

研究了变形速率对低合金结构钢３５ＣｒＭｏ摩擦焊接头组织与力学性能的影响。结果表明,增加变形速率可改善焊缝韧性。焊缝韧性改善的机理为近缝区晶粒细化和硬度降低。采用金相法、ＴＥＭ法对近缝区粒状组织精细结构进行了观察,粒状组织小鸟是由Ｍ－Ａ组成。指出增加变形速率使近缝区金属强化机制为位错强化、一定数量的岛状第二相强化和细晶粒强化。本文通过测试异种金属焊缝界面近区碳浓度的分布,探讨了变形速率对摩擦焊最高加     

局部硬化区周围的应力应变特性对HAZ断裂行为的影响

从力学的观点出发，将高强钢焊接热影响区粗晶区中硬化组织ＭＡ组元视作局部硬化区（ＬＨＺ）。采用二维有限元数值方法分析了ＬＨＺ周围的应力应变分布。结果表明：ＬＨＺ存在时，ＬＨＺ内部应力升高，ＬＨＺ与基体产生变形差。这意味着ＬＨＺ内部或ＬＨＺ与基体界面容易引发裂纹。最后通过对ＴＭＣＰ钢焊接热影响区微观裂纹的实验观察，验证了本文提出的断裂模型。     

Hastelloy X激光熔覆工艺及组织性能

基于激光熔覆的增材制造方法,研究了镍基超级合金Hastelloy X的组织和力学性能.采用光纤激光器对Hastelloy X粉末进行熔覆试验,通过对激光熔覆工艺参数进行优化,制造了宏观表面无缺陷的Hastelloy X试样.结果表明,与传统锻造Hastelloy X方法相比,激光熔覆方法使材料在制造过程中发生再结晶,出现晶粒尺寸较小的细等轴晶粒,提高了材料的显微硬度和抗拉强度,韧性降低.利用扫描电子显微镜(SEM)对Hastelloy X的拉伸断口进行了分析,研究了Hastelloy X在750℃下的高温拉伸断裂机理,为混合型断裂.