金属铍的中子衍射应力分析研究

发布时间：2022-07-08 16:10

　　密排六方结构的稀有轻金属铍（Be）作为一种特殊的结构功能材料,在核能、航空航天等领域有着重要的应用前景,如用于聚变堆第一壁材料、惯性导航器件等。金属铍具有众多独特优异的性能,其力学性能、变形机制、残余应力变化备受广泛关注。本文主要针对金属铍进行中子衍射应力分析研究,以变形机制和残余应力测试为两条主线,具体开展了室温原位加载实验、残余应力测量实验、外层金属影响测试和安全防护装置设计四个方面的工作。第一部分,主要是研究不同初始微观结构对多晶金属铍压缩力学性能的影响及作用机理。通过室温准静态（应变率10-3s-1）、高温准静态（600℃、应变率10-3s-1）和室温动态（应变率103s-1）预压缩变形分别实现金属铍内部三种不同微观结构的形成,进而实现多晶金属铍宏观压缩力学性能的调节。实验发现,三种不同初始微结构样品中,室温准静态预压样品压缩力学响应最硬,而室温动态预压样品最软,高温准静态预压样品居中。通过显微组织、宏观织构以及原位中子衍射力学实验测试表明,室温准静态预压样品形成“弱织构”型初始微结构,微观力学响应上表现为（00.2）晶面优先受力,且由于引入一定位错使形变硬化效应相较于其它试样... 

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 金属铍概述
        1.1.1 金属铍的性质
        1.1.2 金属铍的应用及发展
        1.1.3 金属铍的安全防护简介
    1.2 金属铍的变形机制及研究进展
        1.2.1 金属铍的拉伸变形行为
        1.2.2 金属铍的压缩变形行为
        1.2.3 外部条件和内部结构等对金属铍变形机制的影响
    1.3 金属铍工程构件应力分布及其断裂行为研究
        1.3.1 金属铍环焊接残余应力的中子衍射分析研究
        1.3.2 金属铍的紧凑拉伸应力分布研究
    1.4 本文的研究思路及内容
        1.4.1 研究思路
        1.4.2 主要内容
第二章 中子衍射实验技术
    2.1 中子衍射的基本原理
    2.2 中子衍射残余应力分析技术
        2.2.1 中子衍射残余应力分析的基本原理
        2.2.2 中子衍射残余应力分析的特点
    2.3 中子衍射应力测量装置
        2.3.1 装置介绍
        2.3.2 实验加载测试装置选择及参数设置
第三章 多晶金属铍的原位中子衍射实验研究
    3.1 实验方法
    3.2 实验结果与讨论
        3.2.1 宏观力学行为
        3.2.2 初始微观结构
        3.2.3 微观变形响应
        3.2.4 初始微结构作用机理
    3.3 本章小结
第四章 不同构型铍材焊接件的中子衍射残余应力测试研究
    4.1 实验方法
        4.1.1 实验样品
        4.1.2 中子衍射残余应力测试方法
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 铍&铍环焊接件残余应力分析
        4.2.2 铍&钢环焊接件残余应力分析
        4.2.3 铍&铍片焊接件残余应力分析
        4.2.4 铍&钢片焊接件残余应力分析
        4.2.5 不同构型焊接件残余应力分布规律的探讨
    4.3 本章小结
第五章 外层金属对结构内部铍材中子衍射应力测试的影响研究
    5.1 实验方法
    5.2 结果和讨论
        5.2.1 不锈钢厚度对钢铍组合件内部铍材中子衍射峰形态和强度的影响
        5.2.2 衍射峰强度和峰位与不锈钢厚度的关系
        5.2.3 不锈钢厚度对钢铍组合件内部铍材中子衍射应变和应力测试的影响
    5.3 本章小结
第六章 安全防护装置设计
    6.1 密封拉伸装置研制
    6.2 浓度检测装置配套
    6.3 净化除尘系统设计
    6.4 本章小结
第七章 总结及展望
致谢
参考文献
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]铍材中子衍射应力测试的参数及其优化[J]. 董平,王虹,李建,孙光爱,廖哲,杨江荣.  稀有金属材料与工程. 2016(12)
[2]金属铍的压缩变形行为[J]. 肖大武,邱志聪,巫祥超,何立峰.  爆炸与冲击. 2016(02)
[3]铍环焊接残余应力的中子衍射测试与有限元分析[J]. 董平,王虹,李建,孙光爱,廖哲,杨江荣.  原子能科学技术. 2015(12)
[4]中子衍射测量残余应力研究进展[J]. 徐小严,吕玉廷,张荻,吕维洁.  材料导报. 2015(09)
[5]铍加工中铍尘危害调查[J]. 高斌.  中国现代医药杂志. 2015(01)
[6]温度对铍力学性能的影响[J]. 邱志聪,肖大武,陈向林,郎定木.  稀有金属. 2015(01)
[7]多晶Be室温拉伸变形和断裂行为[J]. 许德美,秦高梧,李峰,王战宏,钟景明,李志年,何力军.  金属学报. 2014(09)
[8]国内外铍及含铍材料的研究进展[J]. 许德美,秦高梧,李峰,王战宏,钟景明,何季麟,何力军.  中国有色金属学报. 2014(05)
[9]泡沫镁的制备及其性能和应用[J]. 胡中芸,杨东辉,李军,陈建清,江静华,马爱斌.  材料导报. 2014(01)
[10]氟化法生产工业氧化铍工艺研究[J]. 全俊.  湖南有色金属. 2011(05)

博士论文
[1]多晶Be的室温脆性研究[D]. 许德美.东北大学 2015
[2]铍材X射线残余应力无损测定原理和方法[D]. 陈玉安.重庆大学 2002
[3]金属铍的微屈服行为及机理研究[D]. 钟景明.中南大学 2001

硕士论文
[1]抗氢钢及构件的中子衍射应力分析研究[D]. 李建.中国工程物理研究院 2016
[2]铍矿石的浸出及回收工艺试验研究[D]. 李中.南华大学 2015
[3]镍钛基形状记忆合金相变行为的同步辐射和中子原位衍射实验研究[D]. 王虹.中国工程物理研究院 2012



本文编号：3657335