中國低活化馬氏體（CLAM）鋼熱膨脹系數(shù)低、導(dǎo)熱能力好、耐腐蝕性能高,是中國參與國際熱核聚變實驗堆（ITER）試驗計劃優(yōu)先選用的包層模塊（TBM）材料,而焊接又是TBM制備中必要的工藝。TBM材料焊件經(jīng)常受到高溫交變載荷作用,如果其內(nèi)部存在較大殘余應(yīng)力,與交變載荷相疊加,當內(nèi)部應(yīng)力峰值更大時嚴重威脅到CLAM鋼焊接頭的安全使用。低溫相變（LTT）材料可以降低馬氏體相變溫度（M_s）,利用低溫下馬氏體相變膨脹抵消焊后冷卻過程中的熱收縮,起到降低接頭殘余應(yīng)力作用。本文分析了合金元素對馬氏體相變溫度的影響,結(jié)合Schaeffler相圖制備出一種低溫相變（LTT）焊絲,用來改善CLAM鋼焊接接頭殘余應(yīng)力。用LTT和ER90S-G焊絲對CLAM鋼進行焊接對比試驗,利用光鏡（OM）、掃描電鏡（SEM）、X射線衍射儀（XRD）等分析測試技術(shù)比較兩種焊接接頭顯微組織、常規(guī)力學(xué)性能、相變溫度和焊接變形的差異。另外,對LTT接頭作了的高溫蠕變試驗,對其進行了蠕變機制、損傷機理的討論和長時斷裂強度的預(yù)測。主要研究結(jié)果為:（1）LTT接頭焊縫主要為板條馬氏體和少量殘留奧氏體,ER90S-G... 

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 選題背景及研究意義
    1.2 焊接殘余應(yīng)力概述
        1.2.1 焊接殘余應(yīng)力定義及和產(chǎn)生過程
        1.2.2 消除焊接殘余應(yīng)力的措施
    1.3 低溫馬氏體相變焊接材料
        1.3.1 低溫馬氏體相變材料降低焊接殘余應(yīng)力機理
        1.3.2 合金元素對Ms和材料強度影響
        1.3.3 低溫相變材料研究現(xiàn)狀
    1.4 低活化馬氏體鋼蠕變性能相關(guān)介紹
        1.4.1 低活化馬氏體鋼焊接存在問題
        1.4.2 金屬材料蠕變理論
        1.4.3 蠕變變形基本規(guī)律
    1.5 研究的主要內(nèi)容及技術(shù)路線
        1.5.1 本文的主要研究內(nèi)容
        1.5.2 本研究的技術(shù)路線
第二章 試驗材料設(shè)備及方法
    2.1 引言
    2.2 焊絲的制備
        2.2.1 LTT焊絲的成分選擇
        2.2.2 LTT焊絲的制備
        2.2.3 LTT焊絲成分檢測
    2.3 焊接試驗內(nèi)容
        2.3.1 焊接材料
        2.3.2 焊接過程
    2.4 接頭組織和常規(guī)力學(xué)性能測試
        2.4.1 組織及物相分析
        2.4.2 拉伸性能試驗
        2.4.3 顯微硬度試驗
        2.4.4 沖擊韌性試驗
    2.5 相變溫度的測量
    2.6 接頭殘余應(yīng)力的測量
    2.7 高溫蠕變性能測試
    2.8 本章小結(jié)
第三章 接頭組織和常規(guī)力學(xué)性能分析
    3.1 引言
    3.2 LTT焊絲成分和分析
    3.3 接頭組織形貌分析
        3.3.1 接頭表面形貌
        3.3.2 金相分析
        3.3.3 掃描及EDS分析
        3.3.4 物相分析
    3.4 接頭常規(guī)力學(xué)性能分析
        3.4.1 顯微硬度試驗結(jié)果與分析
        3.4.2 沖擊試驗結(jié)果與分析
        3.4.3 拉伸試驗結(jié)果與分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 焊接殘余應(yīng)力及變形研究
    4.1 引言
    4.2 相變溫度相關(guān)分析
    4.3 焊接殘余應(yīng)力分析
        4.3.1 X射線法測應(yīng)力的基本原理
        4.3.2 計算方法
        4.3.3 測試過程
        4.3.4 檢測結(jié)果與分析
    4.4 焊接變形分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 CLAM鋼LTT接頭蠕變機制分析及長時斷裂強度預(yù)測
    5.1 引言
    5.2 CLAM鋼LTT接頭高溫蠕變曲線
    5.3 蠕變變形機制分析
        5.3.1 蠕變變形相關(guān)參數(shù)
        5.3.2 冪律方程
        5.3.3 蠕變變形機制
    5.4 斷口形貌及損傷機理分析
        5.4.1 斷口形貌分析
        5.4.2 損傷機理分析
    5.5 長時斷裂強度預(yù)測
        5.5.1 雙對數(shù)等溫線外推法
        5.5.2 Larson-Miller參數(shù)法
    5.6 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表的論文


【參考文獻】：
期刊論文
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[4]殘余應(yīng)力分析方法比較:X射線衍射法與應(yīng)力釋放法[J]. 金鵬,李喜德.  實驗力學(xué). 2017(05)
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博士論文
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[2]CLAM鋼TIG焊接頭組織性能及應(yīng)力演變機理研究[D]. 張俊鈺.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[3]CLAM鋼中子輻照硬化行為研究[D]. 葛洪恩.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2015
[4]CLAM鋼高溫組織演變與力學(xué)性能研究[D]. 黃禮新.燕山大學(xué) 2014

碩士論文
[1]相變膨脹降低熔敷金屬殘余應(yīng)力的機理與應(yīng)用[D]. 胡科.江蘇大學(xué) 2017
[2]管線鋼的異種填充金屬焊接性能、殘余應(yīng)力控制與腐蝕性能[D]. 房媛媛.江蘇大學(xué) 2016
[3]CLAM鋼TIG焊焊接接頭的高溫蠕變性能研究[D]. 張鑫.江蘇大學(xué) 2016
[4]船舶分段制造過程中的應(yīng)力與變形問題研究[D]. 龔幼.華南理工大學(xué) 2011
[5]LTTE改善焊接接頭疲勞強度及其殘余應(yīng)力分布研究[D]. 馮兆龍.天津大學(xué) 2005



本文編號：3689018