本文關鍵詞：核級材料應力腐蝕裂紋裂尖微觀力學特性分析

  更多相關文章： 核級材料 應力腐蝕開裂 應力應變 裂紋擴展速率 有限元法

【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)境下的應力腐蝕開裂(SCC)是環(huán)境、材料和力學三者交互作用下的一種失效形式,也是影響核電結構安全的重要因素之一。為了了解裂尖力學因素對SCC擴展速率的影響規(guī)律,本文以氧化膜破裂理論為基礎,以緊湊拉伸試樣為研究對象,并以304L奧氏體不銹鋼應力腐蝕裂尖形貌特征為主要依據,利用有限元法對由基體金屬和氧化膜共同構成的SCC裂尖區(qū)域應力應變狀態(tài)進行了詳細分析,具體研究內容如下:(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合的SCC裂尖的應力應變狀態(tài),發(fā)現楔形裂尖氧化膜裂尖越鈍,氧化膜裂尖應力越大,而基體金屬裂尖應力越小。氧化膜破裂前最大應力出現在氧化膜表面上,最大應變值出在基體金屬裂紋擴展方向兩側,基體上的應變和氧化膜上的應力應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展驅動力對裂尖區(qū)域應力應變分布的影響,發(fā)現氧化膜材料比基體金屬材料對應力強度因子KI的變化更加敏感�；w金屬的屈服極限和硬化指數對裂尖區(qū)域應力的影響較大,對應變影響較小,而基體金屬的彈性模量對裂尖區(qū)域應力應變的影響恰恰相反。(3)根據應力腐蝕擴展速率預測模型,分析了不同氧化膜和基體金屬材料力學參數以及不同裂紋擴展驅動力對應力腐蝕裂紋擴展速率的影響。研究結果表明除了裂紋擴展驅動力對SCC擴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參數對SCC擴展速率也有很大的影響。
【關鍵詞】：核級材料 應力腐蝕開裂 應力應變 裂紋擴展速率 有限元法
【學位授予單位】：西安科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：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 國內外研究現狀9-11
• 1.3 研究內容和方法11
• 1.4 技術路線11-13
• 2 氧化膜破裂理論與SCC速率預測模型13-20
• 2.1 斷裂與應力腐蝕等相關知識13-16
• 2.2 氧化膜破裂與再生成模型16-17
• 2.3 SCC擴展速率預測模型研究17-20
• 3 裂尖形貌對裂尖微觀力學特性的影響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 計算結果分析24-28
• 3.5.1 楔形裂尖應力應變狀態(tài)分析24-26
• 3.5.2 弧形裂尖應力應變狀態(tài)分析26-28
• 3.6 小結28-30
• 4 材料性能和裂紋擴展驅動力對裂尖微觀力學特性的影響30-44
• 4.1 材料性能對裂尖微觀力學特性的影響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力應變的影響31-33
• 4.1.3 基體金屬屈服極限對裂尖應力應變的影響33-35
• 4.1.4 基體金屬硬化指數對裂尖應力應變的影響35-37
• 4.1.5 氧化膜彈性模量對裂尖應力應變的影響37-39
• 4.2 裂紋擴展驅動力對裂尖微觀力學特性的影響39-42
• 4.2.1 有限元模型39-40
• 4.2.2 計算結果分析40-42
• 4.3 小結42-44
• 5 不銹鋼 304L應力腐蝕擴展速率研究44-48
• 5.1 裂紋擴展驅動力對SCC速率的影響44-45
• 5.2 材料性能對SCC擴展速率的影響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47-48
• 6 結論與展望48-50
• 6.1 結論48
• 6.2 展望48-50
• 致謝50-51
• 參考文獻51-55
• 攻讀碩士期間發(fā)表論文和參加科研情況55-56

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8 王維娟,趙乃

本文編號：1065597