核电Inconel 690TT合金微动磨损行为及损伤机理研究
发布时间：2023-11-12 14:09
压水堆核电站蒸汽发生器传热管是有放射性的一回路系统和无放射性的二回路系统的交界面。管内高温水流致振动和压力变动导致传热管与其支撑部件之间产生微动磨损,造成传热管的减薄甚至破裂,极大地威胁核电安全。因此,开展传热管微动磨损行为及损伤机理的研究,不仅对延长传热管的使用寿命,提高核电站的运行效率和安全性具有重要意义,而且能为核电设备抗微动损伤设计提供理论支撑和工程实践指导。本文以核级Inconel 690TT(thermally treated)合金为研究对象,在不同环境(常温大气、高温大气、高温可控氧含量以及高温高压纯水)下,系统地研究了材料的微动磨损行为及微观损伤机理。同时,结合光学显微镜、白光形貌仪、激光共焦扫描显微镜、扫描电子显微镜、电子能谱、X射线光电子能谱、拉曼光谱、聚焦离子束以及透射电子显微镜等分析手段,对微动运行区域特性、摩擦系数和磨损量、磨痕亚表面的梯度组织演变、裂纹萌生和扩展进行了细致地分析,建立了微动磨损过程中梯度组织演变模型,取得如下主要结论:(1)常温大气环境:位移幅值的增加以及径向力的减少均促使微动运行区域特性由部分滑移区转变为混合区,最终转变为完全滑移区。在部分...
【文章页数】：188 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
缩写清单
1 引言
2 文献综述
2.1 微动摩擦学
2.1.1 微动的基本概念
2.1.2 微动的分类
2.1.3 微动摩擦学的发展历程
2.1.4 微动图理论
2.1.5 微动损伤的微观机理
2.1.6 微动的主要影响因素
2.2 核电站蒸汽发生器传热管
2.2.1 蒸汽发生器传热管的材料演变
2.2.2 蒸汽发生器传热管的支撑方式
2.3 核电站中微动的研究背景及发展现状
2.3.1 核电站中微动的研究背景
2.3.2 蒸汽发生器传热管微动磨损的研究现状
2.4 目前研究存在的问题
2.5 研究目的、内容及创新点
2.5.1 研究目的
2.5.2 研究内容及技术路线
2.5.3 创新点
3 研究方案
3.1 摩擦副材料
3.2 微动磨损试验设备及其参数设置
3.2.1 常温大气、高温大气、可控气氛(N2)环境试验设备
3.2.2 高温高压水环境试验设备
3.2.3 微动试验参数
3.3 实验分析及表征方法
4 常温大气环境下Inconel 690TT的微动磨损特性研究
4.1 位移幅值对微动磨损行为及损伤机理的影响
4.1.1 位移幅值对微动磨损行为的影响
4.1.2 位移幅值对微动磨损机制的影响
4.1.3 分析和讨论
4.2 微观损伤机理
4.2.1 表面形貌
4.2.2 梯度纳米结构
4.2.3 分析和讨论
4.3 径向力对微动磨损行为及损伤机理的影响
4.3.1 径向力对微动磨损行为的影响
4.3.2 径向力对微动磨损机制的影响
4.3.3 分析和讨论
4.4 本章小结
5 高温大气环境下Inconel 690TT的微动磨损特性研究
5.1 位移幅值对微动磨损行为和损伤机理的影响
5.1.1 分析和讨论
5.2 材料转移作用下部分滑移区的损伤机制
5.2.1 分析和讨论
5.3 纳米晶结构釉质层的组织演变
5.3.1 分析和讨论
5.4 本章小结
6 高温可控氧含量下Inconel 690TT的微动磨损特性研究
6.1 氧含量对微动磨损行为的影响
6.2 氧含量对微动磨损机理的影响
6.3 分析和讨论
6.4 本章小结
7 高温高压水环境下Inconel 690TT的微动磨损特性研究
7.1 径向力和频率对微动磨损行为的影响
7.1.1 分析和讨论
7.2 微观损伤机制
7.2.1 梯度纳米结构
7.2.2 材料转移作用下的梯度纳米结构
7.2.3 分析和讨论
7.3 溶解氧对微动磨损特性的影响
7.3.1 分析和讨论
7.4 本章小结
8 主要结论及工作展望
8.1 主要结论
8.2 工作展望
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集
本文编号：3863311
【文章页数】：188 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
缩写清单
1 引言
2 文献综述
2.1 微动摩擦学
2.1.1 微动的基本概念
2.1.2 微动的分类
2.1.3 微动摩擦学的发展历程
2.1.4 微动图理论
2.1.5 微动损伤的微观机理
2.1.6 微动的主要影响因素
2.2 核电站蒸汽发生器传热管
2.2.1 蒸汽发生器传热管的材料演变
2.2.2 蒸汽发生器传热管的支撑方式
2.3 核电站中微动的研究背景及发展现状
2.3.1 核电站中微动的研究背景
2.3.2 蒸汽发生器传热管微动磨损的研究现状
2.4 目前研究存在的问题
2.5 研究目的、内容及创新点
2.5.1 研究目的
2.5.2 研究内容及技术路线
2.5.3 创新点
3 研究方案
3.1 摩擦副材料
3.2 微动磨损试验设备及其参数设置
3.2.1 常温大气、高温大气、可控气氛(N2)环境试验设备
3.2.2 高温高压水环境试验设备
3.2.3 微动试验参数
3.3 实验分析及表征方法
4 常温大气环境下Inconel 690TT的微动磨损特性研究
4.1 位移幅值对微动磨损行为及损伤机理的影响
4.1.1 位移幅值对微动磨损行为的影响
4.1.2 位移幅值对微动磨损机制的影响
4.1.3 分析和讨论
4.2 微观损伤机理
4.2.1 表面形貌
4.2.2 梯度纳米结构
4.2.3 分析和讨论
4.3 径向力对微动磨损行为及损伤机理的影响
4.3.1 径向力对微动磨损行为的影响
4.3.2 径向力对微动磨损机制的影响
4.3.3 分析和讨论
4.4 本章小结
5 高温大气环境下Inconel 690TT的微动磨损特性研究
5.1 位移幅值对微动磨损行为和损伤机理的影响
5.1.1 分析和讨论
5.2 材料转移作用下部分滑移区的损伤机制
5.2.1 分析和讨论
5.3 纳米晶结构釉质层的组织演变
5.3.1 分析和讨论
5.4 本章小结
6 高温可控氧含量下Inconel 690TT的微动磨损特性研究
6.1 氧含量对微动磨损行为的影响
6.2 氧含量对微动磨损机理的影响
6.3 分析和讨论
6.4 本章小结
7 高温高压水环境下Inconel 690TT的微动磨损特性研究
7.1 径向力和频率对微动磨损行为的影响
7.1.1 分析和讨论
7.2 微观损伤机制
7.2.1 梯度纳米结构
7.2.2 材料转移作用下的梯度纳米结构
7.2.3 分析和讨论
7.3 溶解氧对微动磨损特性的影响
7.3.1 分析和讨论
7.4 本章小结
8 主要结论及工作展望
8.1 主要结论
8.2 工作展望
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集
本文编号：3863311
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3863311.html
