【摘要】： 本文綜述了目前國內(nèi)外對鋯-4 合金低周疲勞性能的研究進展。并在此基礎(chǔ)上，研究了不同溫度(室溫和400℃)、不同取向(平行于軋向和垂直于軋向)的再結(jié)晶退火態(tài)Zr-4合金板材試樣的低周疲勞性能。且進一步探討了氫對Zr-4合金的低周疲勞性能的影響。最后，通過分析合金的低周疲勞斷口，對其疲勞斷裂機理進行了分析總結(jié)。 試驗結(jié)果表明：合金的低周疲勞性能受溫度、試樣取向以及試樣狀態(tài)等因素的影響。其低周疲勞均遵循Coffin-Manson關(guān)系；且滯后環(huán)能量曲線均滿足立方金屬遵循的冪指數(shù)關(guān)系方程W_H=hΔε_p~w。 試樣取向?qū)υ俳Y(jié)晶退火態(tài)Zr-4合金在室溫下的低周疲勞將產(chǎn)生影響。R向試樣的低周疲勞性能明顯優(yōu)于T向試樣的低周疲勞性能。但在室溫下，R向及T向試樣具有相同的循環(huán)特性，均表現(xiàn)為隨應(yīng)變幅的不同而不同，當(dāng)應(yīng)變幅高于0.8％時，呈現(xiàn)出先循環(huán)硬化而后循環(huán)軟化直至最后斷裂的現(xiàn)象。而當(dāng)應(yīng)變幅低于0.8％時，呈現(xiàn)為一致循環(huán)軟化直至最后斷裂。且在相同的應(yīng)變幅下，T向試樣比R向試樣具有更高的循環(huán)流變應(yīng)力。此外，對R向及T向試樣，低應(yīng)變幅下呈現(xiàn)出循環(huán)軟化現(xiàn)象是因為晶粒旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致循環(huán)軟化；而在高應(yīng)變幅下發(fā)生循環(huán)硬化是由于孿晶作用的結(jié)果。 溫度對Zr-4合金的低周疲勞性能影響較明顯。在低應(yīng)變幅區(qū)，合金在室溫下的低周疲勞性能明顯優(yōu)于在400℃下的低周疲勞性能。但隨著應(yīng)變幅的增加，室溫和400℃下合金的疲勞壽命趨于接近。在400℃下，合金表現(xiàn)出與常溫下不同的循環(huán)特性，其循環(huán)穩(wěn)定滯后回線出現(xiàn)鋸齒狀波形，且在整個疲勞過 摘要 程中呈現(xiàn)出一致循環(huán)硬化的現(xiàn)象，這主要是因為合金在400℃下發(fā)生動態(tài)應(yīng)變 時效效應(yīng)的結(jié)果。 室溫下對試樣滲氫約200雌/g。與室溫下未滲氫態(tài)試樣相比，滲氫后R向 試樣的低周疲勞性能稍稍優(yōu)于未滲氫態(tài)R向試樣，但對T向Zr一4合金試樣， 滲氫對其室溫低周疲勞性能幾乎沒有影響。此外，滲氫后R向試樣的低周疲勞 性能明顯優(yōu)于滲氫T向試樣的低周疲勞性能。與室溫下未滲氫態(tài)試樣相比，滲 氫后合金的循環(huán)特性不變。 Zr一4合金的低周疲勞斷口上，所有裂紋都起源于試樣最窄處的側(cè)表面，并 逐漸向內(nèi)部擴展。常溫疲勞斷口和高溫疲勞斷口有著較大差別。常溫下，R向 試樣的低應(yīng)變幅疲勞斷口上較為明顯的特征是疲勞條紋的存在;T向試樣的疲 勞裂紋擴展區(qū)斷口上則為輪胎痕花樣;滲氫態(tài)試樣室溫下疲勞斷口的主要特征 為脊骨狀花樣和準解理斷裂特征。而400℃下，疲勞斷口最明顯的特征是大量 二次裂紋的存在。
【學(xué)位授予單位】：四川大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2003
【分類號】：TG146.414
【圖文】：

一4金紋始區(qū)觀形

b.T一4圖3.11zr一4合金裂紋擴展區(qū)斷口形貌圖3.12為Zr一4合金疲勞試樣的裂紋瞬斷區(qū)的微觀斷口形貌。由圖中在最后斷裂區(qū)，R向試樣的斷裂區(qū)斷口與靜拉伸斷口類似，出現(xiàn)了很一的圓形或橢圓形韌窩。而對T向試樣，其斷裂區(qū)形貌為準解理加韌且可見二次裂紋，主要為準解理斷裂。

b.T一4圖3.11zr一4合金裂紋擴展區(qū)斷口形貌圖3.12為Zr一4合金疲勞試樣的裂紋瞬斷區(qū)的微觀斷口形貌。由圖中在最后斷裂區(qū)，R向試樣的斷裂區(qū)斷口與靜拉伸斷口類似，出現(xiàn)了很一的圓形或橢圓形韌窩。而對T向試樣，其斷裂區(qū)形貌為準解理加韌且可見二次裂紋，主要為準解理斷裂。

【引證文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 魏宏彬;;承壓特種設(shè)備的疲勞失效與預(yù)防[J];企業(yè)技術(shù)開發(fā);2011年13期

本文編號：2757824