本文關鍵詞：P280GH碳錳鋼熱老化行為及疲勞壽命研究

  更多相關文章： P280GH碳錳鋼 熱老化 微觀組織 力學性能 數(shù)值模擬 疲勞壽命

【摘要】：P280GH碳錳鋼主要用于生產(chǎn)壓水堆核電站核島用無縫鋼管,是一種RCC-M規(guī)范中規(guī)定的高溫特性的碳素鋼種,具有良好的綜合力學性能,被廣泛用于核電站的蒸汽系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)。但是隨著服役時間的延長,P280GH鋼的性能會逐漸劣化而出現(xiàn)老化現(xiàn)象,嚴重影響核電站的安全運行。因此,開展核電用P280GH鋼老化機理及疲勞壽命研究具有重要實際意義。本文對服役溫度為400℃加速老化時間分別為0h(原始態(tài))、300h、3000h、5000h和10000h的P280GH鋼進行了金相實驗、透射實驗,掃描電鏡、硬度測試、拉伸實驗和沖擊實驗,系統(tǒng)分析了該鋼在老化過程中的微觀組織變化和力學性能變化。通過微觀觀察可知P280GH鋼具有不規(guī)則鐵素體相和條帶狀或花邊狀珠光體相,隨著老化時間的延長,金相觀察發(fā)現(xiàn)組織變化不明顯,但是由透射電鏡可觀察到珠光體球化,鐵素體相內(nèi)和相界均出現(xiàn)析出物,并且位錯密度變小。通過對P280GH鋼進行硬度測試、沖擊實驗和拉伸實驗得到其硬度、沖擊韌性、抗拉強度和屈服強度均呈下降趨勢,表現(xiàn)出老化(弱化)特征,拉伸和沖擊斷口微觀形貌為韌窩狀,塑性有略微提升,在韌窩底部有第二相粒子出現(xiàn)。以實驗獲取的材料參數(shù)為基礎,利用ABAQUS建立了P280GH鋼管模型,分別研究完整管和缺陷(氣孔)管在不同內(nèi)壓下的應力變化,并利用Fatigue軟件對完整管和不同缺陷尺寸及缺陷位置的缺陷管的疲勞壽命進行了模擬計算,為P280GH鋼管安全服役周期提供理論依據(jù)。
【關鍵詞】：P280GH碳錳鋼 熱老化 微觀組織 力學性能 數(shù)值模擬 疲勞壽命
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG142.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 課題研究背景與意義10-11
• 1.2 核電材料的國內(nèi)外研究狀況11-12
• 1.3 鋼材的熱老化研究12-14
• 1.3.1 鋼材料的熱老化機理12-14
• 1.3.2 熱老化對鋼材機械性能影響14
• 1.4 有限元在疲勞分析中的應用14-16
• 1.5 課題來源及研究內(nèi)容16-17
• 第2章 試驗技術和試驗方法17-23
• 2.1 實驗材料17
• 2.2 熱老化方案17
• 2.3 力學性能實驗17-20
• 2.3.1 硬度試驗17-18
• 2.3.2 夏比沖擊試驗18-19
• 2.3.3 微拉伸試驗19
• 2.3.4 Gleeble熱拉伸試驗19-20
• 2.4 組織形貌觀察20-22
• 2.4.1 金相組織觀察20-21
• 2.4.2 電鏡觀察21-22
• 2.5 本章小結22-23
• 第3章 P280GH碳錳鋼熱老化的微觀組織分析23-36
• 3.1 金相組織分析23-26
• 3.2 透射實驗分析26-35
• 3.2.1 老化P280GH碳錳鋼的亞結構變化26-33
• 3.2.2 亞結構的變化分析33-35
• 3.3 本章小結35-36
• 第4章 熱老化對P280GH碳錳鋼的力學性能影響36-53
• 4.1 硬度分析36-39
• 4.1.1 洛氏硬度36-37
• 4.1.2 維氏硬度37-39
• 4.2 沖擊性能分析39-40
• 4.3 拉伸性能分析40-43
• 4.4 斷口分析43-52
• 4.4.1 沖擊斷裂機理的分析44-47
• 4.4.2 拉伸斷裂機理的分析47-52
• 4.5 本章小結52-53
• 第5章 P280GH碳錳鋼疲勞壽命仿真研究53-71
• 5.1 軟件介紹53-54
• 5.1.1 ABAQUS簡介53
• 5.1.2 MSC.Fatigue簡介53-54
• 5.2 有限元模擬54-56
• 5.2.1 有限元模型54-55
• 5.2.2 載荷歷程55-56
• 5.3 有限元數(shù)值仿真結果分析56-70
• 5.3.1 完整管疲勞壽命分析56-59
• 5.3.2 缺陷管疲勞壽命分析59-70
• 5.4 本章小結70-71
• 結論71-73
• 參考文獻73-76
• 攻讀碩士學位期間承擔的科研任務與主要成果76-77
• 致謝77

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本文編號：928191