交变载荷条件下NC30Fe合金微动磨损特性研究

发布时间：2018-01-15 06:25

  本文关键词：交变载荷条件下NC30Fe合金微动磨损特性研究　出处：《西南交通大学》2014年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：蒸汽发生器传热管是核电热交换设备关键部件,其微动磨损已严重影响核电系统的安全运行。开展交变载荷下不同环境中传热管微动磨损试验研究,不仅对于探索特殊工况下的复杂微动磨损特性和损伤机理具有重要意义,而且也能为核电设备安全运行提供理论支持和实践指导。 本文选择NC30Fe合金和Incone1690合金分别与实心圆柱对磨副1Crl3进行交变载荷条件下的微动磨损试验。试验条件如下：切向位移幅值为100μm、150μm、200μm；切向微动频率为2Hz;循环次数为20000次；法向额定载荷为20N、50N和100N；法向激振力为Fn1=16sincot(N);法向激振频率fn为10Hz和50Hz;试验环境为25℃(air)、300℃(air)和300℃(N2)。在试验数据基础上,结合光学显微镜(OM)、3D/2D双模式形貌仪、扫描电子显微镜(SEM)等微观分析手段,揭示了交变载荷条件下NC30Fe合金和Incone1690合金的微动运行特性和损伤机理,获得的主要结论如下： (1)相同条件下微动表面损伤特性比较分析,发现NC30Fe合金磨痕表面损伤严重,呈块状剥落出现较大的剥落坑；Incone1690合金磨痕表面损伤相对较轻,合金表面磨损形貌呈片状剥落,出现较小的剥落坑。 (2)相同条件下微动剖面损伤特性比较分析,发现Incone1690合金磨痕剖面磨屑层比NC30Fe合金厚,可以充分吸收交变激振能量,对磨屑层下层材料起到较好的缓冲保护作用,因此Incone1690合金所受累积损伤较小,磨痕表面疲劳剥落作用程度相对轻微。 (3)用Ansys对两接触体有限元数值分析,研究静载荷和动载荷(交变载荷条件)两种工况下圆管接触表面及其表面下相同点的Mises应力状况,发现动载荷材料Mises应力幅值比静载荷大。 (4)在交变载荷条件下,材料所受交变应力幅值大,吸收交变激振能量后热扰动作用明显,材料累积损伤严重,圆管接触表面下某一深度处微裂纹易萌生和扩展最终导致材料剥落形成剥落坑,从而疲劳剥落现象明显,疲劳剥落成为磨损中后期主要损伤形式。
[Abstract]:The heat transfer pipe of steam generator is the key part of nuclear power heat exchange equipment . Its fretting wear has seriously affected the safety operation of nuclear power system . The fretting wear test of NC30Fe alloy and Incone1690 alloy under the condition of alternating load is studied . The experimental conditions are as follows : the tangential displacement amplitude is 100 渭m , 150 渭m , 200 渭m , the tangential fretting frequency is 2 Hz , the number of cycles is 20000 times , the normal load is 20 N , 50 N and 100N , the normal excitation frequency fn is 10 Hz and 50 Hz , and the experimental environment is 25 鈩，

本文编号：1427182