鋯合金具有優(yōu)異的核性能,堆內高溫、高壓和水蒸汽工況條件下,其耐腐蝕和抗中子輻照性能良好,具有適中的力學性能、良好的加工性能,以及與鈾燃料良好的相容性,因此鋯合金成為核燃料組件格架條帶用薄板帶材的重要材料。本文以新鋯合金薄板帶材為研究對象,采用數(shù)值模擬、工藝試驗和顯微分析相結合的方法,在研究薄板帶材試件成形質量與沖制成形、材料顯微組織之間關系的基礎上,基于正交試驗,優(yōu)化設計沖制工藝參數(shù),顯著提升了薄板帶材的沖制成形質量。本文研究結果可為推進壓水堆核電站用新鋯合金薄板帶材的國產(chǎn)化提供理論參考和技術支撐。本文首先對新鋯合金薄板帶材進行了三向拉伸試驗,獲得數(shù)值模擬所需的材料基本力學性能參數(shù);基于薄板帶材試件拉深、彎曲、脹形等沖制成形仿真研究,發(fā)現(xiàn)新鋯合金薄板帶材試件的主要失效形式為拉破和脹破,對應試件沖制成形過程中的變形方式主要為拉延和脹形;采用透射電鏡(TEM)對新鋯合金中的第二相進行分析,發(fā)現(xiàn)第二相主要分布于晶界和晶內,分布于晶界的第二相的Nb含量遠高于晶內第二相,而分布于晶界的第二相的Cr含量與之相反;新鋯合金存在孿晶,而第二相對滑移和孿晶產(chǎn)生影響,從而影響新鋯合金薄板帶材塑性變形;采用...

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋯合金的應用及發(fā)展
        1.2.1 鋯合金在核工業(yè)中的應用
        1.2.2 鋯合金的發(fā)展
    1.3 鋯合金的顯微組織研究現(xiàn)狀
    1.4 板料沖壓成形研究
    1.5 論文研究的目的和意義
    1.6 論文主要的研究內容
第2章 薄板沖壓成形數(shù)值模擬理論及成形性能評價
    2.1 引言
    2.2 薄板沖壓成形技術
    2.3 薄板沖壓成形有限元理論
        2.3.1 沖壓成形過程的力學模型
        2.3.2 沖壓成形過程的單元類型
        2.3.3 沖壓成形彈塑性本構模型
    2.4 薄板沖壓成形數(shù)值模擬的成形性能評價
        2.4.1 厚度減薄率
        2.4.2 主應變
        2.4.3 成形極限圖(FLD)與安全裕度
    2.5 本章小結
第3章 新鋯合金薄板帶材仿真成形及顯微組織分析
    3.1 引言
    3.2 新鋯合金材料力學性能參數(shù)測定
        3.2.1 試驗材料
        3.2.2 三向拉伸試驗方案
        3.2.3 三向拉伸試驗結果
    3.3 新鋯合金薄板帶材仿真成形分析
        3.3.1 Dynaform軟件介紹
        3.3.2 有限元模型的建立及驗證
        3.3.3 新鋯合金拉深仿真試驗
        3.3.4 新鋯合金彎曲仿真試驗
        3.3.5 新鋯合金脹形仿真試驗
    3.4 新鋯合金薄板帶材顯微組織分析
        3.4.1 顯微分析測試技術
        3.4.2 新鋯合金第二相表征
        3.4.3 新鋯合金顯微組織與成形性
    3.5 本章小結
第4章 新鋯合金薄板帶材沖制工藝優(yōu)化
    4.1 引言
    4.2 沖制工藝因素對板料成形極限圖的影響
        4.2.1 沖壓速度對成形極限圖的影響
        4.2.2 壓邊力對成形極限圖的影響
        4.2.3 摩擦系數(shù)對成形極限圖的影響
        4.2.4 凸凹模間隙對成形極限圖的影響
    4.3 正交試驗設計
        4.3.1 正交試驗設計方法
        4.3.2 正交表及其表頭設計
        4.3.3 正交試驗的基本步驟
    4.4 基于正交試驗的帶材沖制工藝優(yōu)化
        4.4.1 正交試驗目的與試驗結果評價指標
        4.4.2 正交試驗影響因素及其水平
        4.4.3 正交表選取及試驗安排
        4.4.4 正交試驗結果分析及沖制工藝優(yōu)化
    4.5 沖制工藝優(yōu)化模擬結果與試驗驗證
        4.5.1 沖制工藝優(yōu)化模擬結果
        4.5.2 沖制工藝優(yōu)化試驗驗證
    4.6 本章小結
結論與展望
參考文獻
附錄 A 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文
致謝



本文編號：3981076