本文關(guān)鍵詞：核級材料應(yīng)力腐蝕裂紋裂尖微觀力學(xué)特性分析

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【摘要】：奧氏體不銹鋼和鎳基合金等材料在核電高溫高壓水環(huán)境下的應(yīng)力腐蝕開裂(SCC)是環(huán)境、材料和力學(xué)三者交互作用下的一種失效形式,也是影響核電結(jié)構(gòu)安全的重要因素之一。為了了解裂尖力學(xué)因素對SCC擴(kuò)展速率的影響規(guī)律,本文以氧化膜破裂理論為基礎(chǔ),以緊湊拉伸試樣為研究對象,并以304L奧氏體不銹鋼應(yīng)力腐蝕裂尖形貌特征為主要依據(jù),利用有限元法對由基體金屬和氧化膜共同構(gòu)成的SCC裂尖區(qū)域應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)進(jìn)行了詳細(xì)分析,具體研究內(nèi)容如下:(1)將SCC裂尖簡化為楔形裂尖和弧形裂尖兩種形貌,并分析了氧化膜和基體金屬相結(jié)合的SCC裂尖的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài),發(fā)現(xiàn)楔形裂尖氧化膜裂尖越鈍,氧化膜裂尖應(yīng)力越大,而基體金屬裂尖應(yīng)力越小。氧化膜破裂前最大應(yīng)力出現(xiàn)在氧化膜表面上,最大應(yīng)變值出在基體金屬裂紋擴(kuò)展方向兩側(cè),基體上的應(yīng)變和氧化膜上的應(yīng)力應(yīng)該是造成氧化膜破裂的主要因素。(2)分析了材料性能和裂紋擴(kuò)展驅(qū)動力對裂尖區(qū)域應(yīng)力應(yīng)變分布的影響,發(fā)現(xiàn)氧化膜材料比基體金屬材料對應(yīng)力強(qiáng)度因子KI的變化更加敏感�；w金屬的屈服極限和硬化指數(shù)對裂尖區(qū)域應(yīng)力的影響較大,對應(yīng)變影響較小,而基體金屬的彈性模量對裂尖區(qū)域應(yīng)力應(yīng)變的影響恰恰相反。(3)根據(jù)應(yīng)力腐蝕擴(kuò)展速率預(yù)測模型,分析了不同氧化膜和基體金屬材料力學(xué)參數(shù)以及不同裂紋擴(kuò)展驅(qū)動力對應(yīng)力腐蝕裂紋擴(kuò)展速率的影響。研究結(jié)果表明除了裂紋擴(kuò)展驅(qū)動力對SCC擴(kuò)展速率有很大的影響外、裂尖基體金屬和氧化膜的材料力學(xué)參數(shù)對SCC擴(kuò)展速率也有很大的影響。
【關(guān)鍵詞】：核級材料 應(yīng)力腐蝕開裂 應(yīng)力應(yīng)變 裂紋擴(kuò)展速率 有限元法
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG172.9
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 緒論8-13
• 1.1 選題背景及研究意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-11
• 1.3 研究內(nèi)容和方法11
• 1.4 技術(shù)路線11-13
• 2 氧化膜破裂理論與SCC速率預(yù)測模型13-20
• 2.1 斷裂與應(yīng)力腐蝕等相關(guān)知識13-16
• 2.2 氧化膜破裂與再生成模型16-17
• 2.3 SCC擴(kuò)展速率預(yù)測模型研究17-20
• 3 裂尖形貌對裂尖微觀力學(xué)特性的影響20-30
• 3.1 有限元模型20-22
• 3.1.1 楔形裂尖模型20-21
• 3.1.2 弧形裂尖模型21-22
• 3.2 量綱選擇22
• 3.3 材料模型22-23
• 3.4 加載與約束23-24
• 3.5 計算結(jié)果分析24-28
• 3.5.1 楔形裂尖應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)分析24-26
• 3.5.2 弧形裂尖應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)分析26-28
• 3.6 小結(jié)28-30
• 4 材料性能和裂紋擴(kuò)展驅(qū)動力對裂尖微觀力學(xué)特性的影響30-44
• 4.1 材料性能對裂尖微觀力學(xué)特性的影響30-39
• 4.1.1 有限元模型30-31
• 4.1.2 基體金屬彈性模量對裂尖應(yīng)力應(yīng)變的影響31-33
• 4.1.3 基體金屬屈服極限對裂尖應(yīng)力應(yīng)變的影響33-35
• 4.1.4 基體金屬硬化指數(shù)對裂尖應(yīng)力應(yīng)變的影響35-37
• 4.1.5 氧化膜彈性模量對裂尖應(yīng)力應(yīng)變的影響37-39
• 4.2 裂紋擴(kuò)展驅(qū)動力對裂尖微觀力學(xué)特性的影響39-42
• 4.2.1 有限元模型39-40
• 4.2.2 計算結(jié)果分析40-42
• 4.3 小結(jié)42-44
• 5 不銹鋼 304L應(yīng)力腐蝕擴(kuò)展速率研究44-48
• 5.1 裂紋擴(kuò)展驅(qū)動力對SCC速率的影響44-45
• 5.2 材料性能對SCC擴(kuò)展速率的影響45-47
• 5.2.1 基體金屬彈性模量對SCC速率的影響45
• 5.2.2 基體金屬屈服極限對SCC速率的影響45-46
• 5.2.3 基體金屬硬化指數(shù)對SCC速率的影響46
• 5.2.4 氧化膜彈性模量對SCC速率的影響46-47
• 5.3 小結(jié)47-48
• 6 結(jié)論與展望48-50
• 6.1 結(jié)論48
• 6.2 展望48-50
• 致謝50-51
• 參考文獻(xiàn)51-55
• 攻讀碩士期間發(fā)表論文和參加科研情況55-56

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 傅增力,施松華,孫以實(shí),楊衛(wèi);聚丙烯多相改性體系的裂尖過程區(qū)與增韌模型[J];中國塑料;1991年03期

2 魏學(xué)軍,周向陽,李勁,劉光磊,柯偉;散斑干涉微區(qū)應(yīng)變測量術(shù)在腐蝕疲勞裂尖形變研究中的應(yīng)用[J];金屬學(xué)報;1993年06期

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4 魏學(xué)軍，，李勁，王儉秋，柯偉;循環(huán)載荷下裂尖形變規(guī)律的實(shí)驗研究[J];金屬學(xué)報;1996年01期

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6 韓光煒;宋余九;;腐蝕疲勞過程中裂尖陽極溶解對裂紋擴(kuò)展的作用[J];中國腐蝕與防護(hù)學(xué)報;1991年04期

7 羅力更;兩種裂紋鈍化機(jī)制[J];鋼鐵研究總院學(xué)報;1987年01期

8 王維娟,趙乃

本文編號：1065597