【摘要】： 波形膨脹節(jié)因其優(yōu)良的補(bǔ)償變形能力而廣泛應(yīng)用于冶金、煉油、石化、化工、城建等各個行業(yè)。在承受載荷時,其局部范圍大多產(chǎn)生彈-塑性變形。特別是在開停車及變工況工作時,會引起高的交變應(yīng)變而導(dǎo)致低周疲勞破壞。因此,多年來人們對波形膨脹節(jié)的低周疲勞壽命做了大量的研究,其中最權(quán)威的是美國膨脹節(jié)制造商協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)EJMA,它給出了奧氏不銹鋼的疲勞曲線和膨脹節(jié)的疲勞壽命計(jì)算公式,但是上述研究都限于在空氣介質(zhì)這一特定條件下,而實(shí)際應(yīng)用中,波形膨脹節(jié)常常工作在一定的腐蝕性介質(zhì)中;隨著時間的推移,波形膨脹節(jié)局部常常會富集腐蝕性介質(zhì),所以環(huán)境介質(zhì)對波形膨脹節(jié)疲勞壽命的影響,已開始引起人們的重視。 本文針對3.5% NaCl溶液的腐蝕介質(zhì)條件下,對0Cr18Ni9材質(zhì)的奧氏體不銹鋼波形膨脹節(jié)疲勞壽命的影響開展了以下研究工作: 1.預(yù)測空氣中波形膨脹節(jié)試件的疲勞壽命。通過對試件在不同位移變形條件下的應(yīng)力測定,以及運(yùn)用有限元應(yīng)力模擬預(yù)測波形膨脹節(jié)的疲勞壽命,按照EJMA標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行空氣中波形膨脹節(jié)疲勞壽命的計(jì)算,最后在疲勞試驗(yàn)機(jī)上得到了波形膨脹節(jié)實(shí)測疲勞壽命。 2.實(shí)測3.5% NaCl溶液腐蝕介質(zhì)條件下波形膨脹節(jié)的疲勞壽命。通過對相同試件在不同位移變形條件下,實(shí)測試件的腐蝕疲勞壽命,并與對應(yīng)空氣中試件的疲勞壽命進(jìn)行對比分析。發(fā)現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)條件下,波形膨脹節(jié)的腐蝕疲勞壽命顯著低于空氣中預(yù)測值及實(shí)測值。腐蝕介質(zhì)、應(yīng)力水平是其重要的影響因素;探討波形膨脹節(jié)腐蝕疲勞的失效機(jī)理,給出了影響因子。提出了奧氏體不銹鋼波形膨脹節(jié)設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的因素。 3.提出腐蝕條件下波形膨脹節(jié)疲勞裂紋產(chǎn)生、擴(kuò)展與腐蝕電極電位之間的關(guān)系。用標(biāo)準(zhǔn)試樣及波形膨脹節(jié)實(shí)物試件,測定了不同應(yīng)力、不同頻率(CT試樣)下,疲勞裂紋產(chǎn)生、擴(kuò)展直至斷裂,與腐蝕電極電位之間的對應(yīng)關(guān)系。從而反映出腐蝕疲勞裂紋擴(kuò)展的機(jī)理。 4.對試件的宏觀斷口分析。通過對宏觀斷口的觀察,分析了加載頻率、環(huán)境介質(zhì)對試件的影響,有助于進(jìn)一步探討腐蝕疲勞損傷的機(jī)理。
【學(xué)位授予單位】：南京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號】：TH136

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本文編號：2650456