小尺度CA6NM马氏体不锈钢疲劳性能评价与尺寸效应研究

发布时间：2023-04-08 19:52

　　CA6NM钢是一种美国铸造马氏体不锈钢,中文牌号为0Cr13Ni4Mo,由于这种钢有良好的耐腐蚀性、耐气蚀性等性能,因而在核电领域得到广泛应用。在核电材料的使用过程中,疲劳断裂是一种常见的失效方式,因此对核电材料的疲劳断裂研究非常重要。大多数核电材料的疲劳性能均采用ASTM标准加工的块体样品进行研究,由于核电构件在实际服役过程中无法拆卸,如何采用小尺度样品对这些在役构件的疲劳可靠性进行快速、无损的评价是一个非常重要且迫切需要解决的问题。通过对核主泵叶轮用小尺度超薄CA6NM马氏体不锈钢样品的对称弯曲疲劳和单轴拉-拉疲劳实验,获得了小尺度样品的疲劳性能,并将其与标准块体CA6NM马氏体不锈钢样品的疲劳性能进行了对比研究,研究利用超薄样品评价CA6NM不锈钢疲劳可靠性的可行性。研究发现,40?m厚的超薄CA6NM钢样品拉伸强度比块体样品略高,但拉伸塑性明显降低;单轴加载下的40?m厚的超薄样品在低周区的疲劳强度低于标准块体样品获得的疲劳强度,随着应力幅的降低,在高周区两者的疲劳强度性能差异逐渐减小,疲劳极限较为接近。相同40?m厚的超薄样品的对称弯曲疲劳加载获得的疲劳强度远高于单轴拉-拉疲...

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 核主泵
        1.1.1 核主泵及叶轮相关介绍
        1.1.2 疲劳
        1.1.3 国内外核电材料疲劳性能研究
    1.2 马氏体不锈钢及疲劳性能
        1.2.1 定义
        1.2.2 国内外马氏体不锈钢的疲劳性能研究
    1.3 疲劳尺寸效应
        1.3.1 引言
        1.3.2 微尺度材料力学性能及疲劳性能测试方法
        1.3.3 国内外拉伸和疲劳尺寸效应研究
    1.4 本文研究的目的、意义和内容
第2章 实验材料及试验方法
    2.1 实验材料
    2.2 力学性能测试
        2.2.1 样品设计与制备
        2.2.2 小尺寸弯曲疲劳实验
        2.2.3 拉伸试验
        2.2.4 拉-拉疲劳试验和拉-压对称疲劳试验
    2.3 微观组织观察
第3章 小尺度CA6NM马氏体不锈钢疲劳性能评价
    3.1 原始组织观察
    3.2 拉伸和疲劳性能
        3.2.1 小尺度样品和块体样品拉伸性能对比
        3.2.2 小尺度样品弯曲疲劳性能
        3.2.3 小尺度样品和块体样品疲劳性能对比
    3.3 疲劳断口及断裂行为
        3.3.1 小尺度样品弯曲疲劳断口分析
        3.3.2 小尺度样品拉-拉疲劳断口分析
        3.3.3 块体样品拉-压疲劳断口分析
    3.4 讨论分析
        3.4.1 几何尺度和微观结构特征的影响
        3.4.2 强度和塑性的影响
        3.4.3 受力状态的影响
        3.4.4 几何必须位错的影响
第4章 CA6NM马氏体不锈钢疲劳尺寸效应研究
    4.1 拉伸性能尺寸效应
    4.2 疲劳性能尺寸效应
    4.3 拉伸断口和侧面损伤观察
    4.4 疲劳断口和侧面损伤观察
    4.5 讨论分析
        4.5.1 拉伸性能尺寸效应
        4.5.2 疲劳性能尺寸效应
第5章 全文总结
参考文献
在学研究成果
致谢



本文编号：3786373