由等量鐵素體（a）和奧氏體（y）相組成的雙相不銹鋼具有優(yōu)異的抗腐蝕性能和力學性能。因此雙相不銹鋼被廣泛應用于發(fā)電廠、海洋建筑和海水淡化設施等。然而隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,雙相不銹鋼的耐腐蝕性已經不能滿足極端苛刻的高溫和酸化氯化服務環(huán)境的要求。為了滿足日益增長的需求,山特維克公司開發(fā)了具有優(yōu)異耐腐蝕性能和機械性能的高合金化超雙相不銹鋼SAF2707 HD,與雙相不銹鋼相比,超級雙相不銹鋼SAF2707 HD是一種高合金雙相不銹鋼,點蝕阻力當量數(shù)大于48,可代替SAF 2507用于海水等酸蝕、含氯環(huán)境,并且非常適用于熱海水等惡劣環(huán)境中。因此本論文主要針對超級雙相不銹鋼SAF2707 HD作為海洋立管材料時遇到疲勞失效的問題展開實驗與模擬,利用掃描電子顯微鏡對該材料的疲勞失效機理進行分析,利用有限元軟件ABAQUS以及疲勞分析軟件FE-SAFE對該旋轉彎曲疲勞試樣進行了數(shù)值模擬。本課題主要研究工作與研究成果如下:1.為了研究超級雙相不銹鋼SAF2707 HD的旋轉彎曲疲勞性能,在應力比R=-1,轉速為3150r/min的實驗條件下對該材料進行旋轉彎曲疲勞實驗,利用升降法計算得到該材料在空氣介質下... 

【文章來源】：蘭州理工大學甘肅省

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

超級雙向不銹鋼SAF2707HD顯微組織

碩士學位論文13圖2.2拉伸力學性能試驗機1×45°11R43.22530110AB5±0.020.015A-B0.02圖2.3拉伸試驗試樣圖2.4為拉伸試樣的應力應變曲線圖。觀察應力應變曲線圖，超級雙相不銹鋼SAF2707HD在拉伸過程中，沒有出現(xiàn)顯著的屈服現(xiàn)象。整條曲線自彈性階段至塑性階段的過度是非常圓滑的，找不到特定的屈服應力。因此該材料的屈服應力應當選取產生永久殘余塑性變形等于一定值（一般為原長度的0.2%）時的應力σ0.2，來當做屈服應力作為參考。拉伸試驗一共進行了五次，平均五次試驗得出的數(shù)據，得到SAF2707HD的基礎力學性能，如表2.5所示。目前許多學者都嘗試找到材料的疲勞極限與力學性能一定關系，以此通過不同材料的力學性能來預測該材料的疲勞極限，下述有三個相關的公式：Mailander公式：σ-1=（0.49±20%）σmStrinbeck公式：σ-1=（0.285±20%）(σm+σ0.2)H-M公式：σ-1=0.25(σm+σ0.2)+50盡管以上公式都處在理論推算狀態(tài)，并不能精確的計算出二者之間的關系，但是仍可以看出在試樣基本條件相同的情況下，材料的拉伸性能越高，該材料的疲勞屬性也越好。超級雙相不銹鋼SAF2707HD在保持較高強度的同時兼有較高

超級雙相不銹鋼SAF2707HD疲勞性能研究14的韌性以及延展性，故綜合力學性能優(yōu)良。圖2.4超級雙相不銹鋼SAF2707HD應力應變圖表2.5超級雙相不銹鋼SAF2707HD的力學性能σ0.2MPaσbMPa斷后伸長率δ%斷面收縮率ψ%70098851.4069.442.4旋轉彎曲疲勞實驗2.4.1旋轉彎曲疲勞實驗簡介金屬材料在交變應變或交變應力作用下產生裂紋或失效，在承受交變應力的過程中材料性能的變化過程稱為疲勞。在實際工況中，旋轉彎曲受載是許多機械構件或零部件的一種受載方式，針對這些構件或零部件的受載破壞形式，僅依靠模擬不能得出滿意結果，只有模擬真實的載荷及環(huán)境，對構件進行實物實驗，才能準確地評價它們真實的疲勞特性，對其疲勞性能做出評價。因此，更加接近實際工況的旋轉彎曲疲勞試驗獲得廣泛使用。通過理論計算以及具體實驗分析來研究一種材料的性能是最為有效的方法。現(xiàn)有的彎曲疲勞試驗系統(tǒng)有三種：分別為簡支梁彎曲疲勞試驗系統(tǒng)，懸臂梁彎曲疲勞試驗系統(tǒng)以及旋轉彎曲疲勞試驗系統(tǒng)。由于前兩種試驗方法為平面實驗，即只能在鉛垂面內進行彎曲，交變應力峰值加載部位僅為最高和最低兩點，這與導管組件實際的工作環(huán)境相差甚遠。相比之下，只有旋轉彎曲疲勞試驗方法屬于空間彎曲實驗，能夠實現(xiàn)被考核部位360°全方位的加載，消除了隨機因素的影響，更接近實際工作環(huán)境[6]。例如起連接作用的曲軸與軸承、用于不同工況的管路、受波浪力等隨機載荷的海洋立管等。在實際工作環(huán)境中，都受到大量的旋轉彎曲作用。而這些零件的破壞形式基本都為疲勞破壞，因此針對不同材料制成的零件進行旋轉彎曲疲勞的實物測試，

【參考文獻】：
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本文編號：3292351