高壓斷路器儲能彈簧是高壓斷路器中的重要部件,其安全隱患嚴重威脅變電站的運行。我國電力行業(yè)正朝著高壓、特高壓方向發(fā)展,斷路器儲能彈簧的安全性也被寄予更高的要求。近年來卻發(fā)現(xiàn)多起因斷路器儲能彈簧出現(xiàn)應(yīng)力松弛而導(dǎo)致的斷路器故障。為提高斷路器儲能彈簧的安全性,本工作從彈簧失效分析及彈簧截面形狀優(yōu)化兩方面開展了研究。一方面,本研究通過對某斷路器中出現(xiàn)應(yīng)力松弛失效的儲能彈簧及全新彈簧材料經(jīng)不同溫度回火后的樣品進行化學(xué)成分分析、拉伸試驗、斷口分析和金相分析,探究了 60Si2CrVA彈簧應(yīng)力松弛的原因,用以指導(dǎo)60Si2CrVA生產(chǎn),來提高斷路器儲能彈簧的品質(zhì)。研究結(jié)果表明:彈簧熱處理過程中回火溫度過高,致使其組織為回火索氏體+塊狀游離鐵素體,且碳化物粗細不均勻,部分區(qū)域粗大碳化物直徑達到0.5μm,而降低了細小彌散的第二相粒子對位錯運動的阻礙作用,從而使材料發(fā)生應(yīng)力松弛所需的激活能降低,加快了彈簧的應(yīng)力松弛速率。另一方面,本研究使用Solidworks建立了圓形截面、矩形截面、橢圓截面和卵形截面等四種不同截面形狀的圓柱螺旋彈簧三維模型,并利用Solidworks Simulation有限元分析軟件... 

【文章來源】：湘潭大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１彈簧外觀（左：新彈簧；右：失效彈簧）??對于彈簧室溫下的應(yīng)力松弛行為尚未形成統(tǒng)一定論，有文獻指出彈簧的這種??

２．２．３拉伸實驗及樣品斷口觀察檢測??為消除脫碳層對拉伸實驗結(jié)果的影響，車除１＃￣１２＃試棒表面０．５ｍｍ后，力口??工成如圖２－２所示的拉仲樣品。在失效彈簧上切取與圖２－２形狀尺寸相同的樣品，??編號為０＃。利用三思－ＣＭＴ５５０４的電子萬能試驗機對拉伸樣品進行金屬室溫拉伸??實驗，后在ＪＳＭ－６３６０ＬＶ電子顯微鏡下觀察其斷口形貌，并利用能譜儀檢測斷口??可疑位置的化學(xué)成分。??丨丨丨丨丨丨＿丨，［．一＾＾??圖２－２拉伸樣品形狀??９??

?／??２）拉伸實驗??０＃樣品拉斷后外觀如圖２－３所示，斷裂面與拉伸方向成４５°，為典型的切斷??型斷裂，該斷裂類型屬于初性斷裂［４８］。０＃￣１２＃組樣品的抗拉強度如表２－３所示。??圖２－３失效彈簧鋼的斷裂面取向??拉伸實驗結(jié)果顯示失效彈簧鋼抗拉強度約為１５９７ＭＰａ，與５２０°Ｃ回火樣品的??抗拉強度相當(dāng)，其抗拉強度低于ＧＢ／Ｔ１２２２?—?２００７要求的１８６０ＭＰａ。推測失效??彈簧的實際回火溫度比標準回火溫度高，約為５２０°Ｃ。??表２－３?０＃？１２＃樣品抗拉強度（ＭＰａ）??迫Ｄ?抗拉?迫〇?抗拉?迫〇?抗拉?迫〇?抗拉?迫Ｄ?抗拉??＾?強度?＾釀?＾?賭?＾?強度?＾?強度??１＃?１９７２?４＃?１６９６?７＃?１５５７?１０＃?１３７４?０＃?１５８７??２＃?１８５７?５＃?１６４２?８＃?１５０３?１１＃?１２８７?／?／??３＃?１７６８?６＃?１６０３?９＃?１４８６?１２＃?１１２６?／?／??圖２－４為斷口掃描電鏡照片，其中（ａ）為整體形貌，（ｂ）為可疑位置放大形??貌。可見整個斷面非金屬夾雜顆粒數(shù)量很少。??對圖２－４（ｂ）中夾雜物進行能譜分析，結(jié)果表明該非金屬夾雜主要元素為Ｓｉ、??０、Ｆｅ，結(jié)合ＧＢ／Ｔ１０５６１－２００５可判斷該夾雜物類型為氧化物夾雜，該類夾雜主??要引起彈簧的疲勞斷裂。拉伸樣品斷裂方式為韌性斷裂

【參考文獻】：
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本文編號：3411571