690合金管在干态不同温度下的线接触切向微动磨损研究
发布时间：2017-05-26 16:17
本文关键词：690合金管在干态不同温度下的线接触切向微动磨损研究，由笔耕文化传播整理发布。
【摘要】：在核电系统核心部件蒸汽发生器中,传热管与抗振条的相互作用过程中存在不可避免的微动磨损现象,且其服役条件通常为高温环境。本论文通过模拟传热管与抗振条在不同温度下的微动磨损,探究其微动损伤行为。本文的研究结果对于拓展微动摩擦学的基础理论,对于提高核电站关键部件的服役性能具有应用价值。 本文分别采用MFF-3000电磁振动微动疲劳与磨损试验机和PLINT高温微动磨损试验机,以管／块试样线接触的方式对国产690合金管与405不锈钢试样进行了干态下的切向微动磨损试验。结合光学显微镜(OM)、三维形貌仪、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDX)等微观分析手段系统研究微动磨损机理,获得的主要结论如下： 1.在室温法向载荷为10-80N,位移幅值为5-100gm,频率为30Hz的参数条件下,微动只存在部分滑移区和滑移区,未发现混合区。在部分滑移区管试样磨损非常轻微或是存在不连续的磨痕；磨损机理主要为磨粒磨损,局部存在剥层。在滑移区管试样表面的磨痕明显,磨损量随着位移幅值的增大而增大；磨损表面被磨屑堆积层所覆盖,表面的氧化程度较严重；磨损主要表现为剥层机制,可观察到磨粒磨损。 2.在室温法向载荷为10N、20N和40N,位移幅值为100μm和200μm,频率为5Hz的参数条件下,微动均运行于滑移区。法向载荷为10N和20N时的稳定摩擦系数比40N时的大,磨损量随着载荷的增加而增大。剥层、磨粒磨损和氧化磨损为主要的磨损机制。在10N载荷下,磨痕表面的氧化程度较低；在20N和40N载荷下,氧化程度更严重。 3.在温度分别为室温25℃、90℃、200℃和285℃,法向载荷为40N,位移幅值为100μm和200μm,频率为5Hz的参数条件下,微动均运行于滑移区。90℃时的稳定摩擦系数最高,磨损量最大。在低温(25℃和90℃)条件下,磨痕宽度较大,磨痕表面被氧化磨屑层覆盖。在高温(200℃和285℃)条件下,磨损比低温下的轻微,磨损表面为犁沟和剥落坑。剖面观察发现200℃时磨痕的两边缘出现隆起,285℃时出现了高于接触表面的紧密磨屑层。EDX结果显示低温下有较高的氧峰,这可能是低温与高温界面发生的氧化行为不同。
【关键词】：微动磨损 传热管 690合金 微动运行区域 温度
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH117
【目录】：
- 摘要6-7
- Abstract7-11
- 第1章 绪论11-25
- 1.1 微动磨损的相关理论11-16
- 1.1.1 微动摩擦学简介11-12
- 1.1.2 微动磨损及其影响因素12
- 1.1.3 微动磨损的主要理论12-16
- 1.2 传热管微动的研究背景16-23
- 1.2.1 微动在传热管中的应用16-18
- 1.2.2 传热管微动的研究进展18-23
- 1.3 论文的研究意义和研究内容23-25
- 1.3.1 研究意义23-24
- 1.3.2 研究内容24-25
- 第2章 实验材料和方法25-31
- 2.1 实验材料25-26
- 2.1.1 管试样的材料25
- 2.1.2 对磨副的材料25-26
- 2.2 实验装置和实验参数26-30
- 2.2.1 实验装置26-29
- 2.2.2 实验参数的选择29-30
- 2.3 微观分析方法30-31
- 2.3.1 磨痕形貌分析30
- 2.3.2 微区化学成份分析30
- 2.3.3 表面轮廓分析30
- 2.3.4 剖面分析30-31
- 第3章 室温时690合金传热管在小位移高频条件下的切向微动磨损特性31-45
- 3.1 微动磨损的运行行为31-36
- 3.1.1 F_t-D曲线31-33
- 3.1.2 摩擦系数曲线33-36
- 3.2 微动的磨损特性36-44
- 3.2.1 磨痕形貌36-39
- 3.2.2 磨损量39-40
- 3.2.3 磨损机理40-44
- 3.3 本章小结44-45
- 第4章 室温时690合金传热管在大位移低频条件下的切向微动磨损特性45-53
- 4.1 微动磨损的运行行为45-46
- 4.1.1 F_t-D曲线45-46
- 4.1.2 摩擦系数曲线46
- 4.2 微动的磨损特性46-51
- 4.2.1 磨痕形貌46-49
- 4.2.2 磨损量49
- 4.2.3 磨损机理49-51
- 4.3 本章小结51-53
- 第5章 不同温度时690合金传热管在大位移低频条件下的切向微动磨损特性53-63
- 5.1 微动磨损的运行行为53-55
- 5.1.1 F_t-D曲线53-54
- 5.1.2 摩擦系数曲线54-55
- 5.2 微动的磨损特性55-62
- 5.2.1 磨痕形貌55-58
- 5.2.2 磨损量58
- 5.2.3 磨损机理58-60
- 5.2.4 剖面分析60-62
- 5.3 本章小结62-63
- 结论63-64
- 研究展望64-65
- 致谢65-66
- 参考文献66-71
- 攻读硕士学位期间发表的论文71
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王富强;王磊;刘杨;封辉;王朋;;不同温度下GH690合金断裂韧性及断裂行为[J];材料研究学报;2010年03期
2 丁训慎;;蒸汽发生器传热管的微振磨损及其防护[J];核安全;2006年03期
3 丁训慎;;蒸汽发生器传热管的降质及对其完整性的评估[J];核安全;2009年02期
4 唐辉;世界核电设备与结构将长期面临的一个问题——微动损伤[J];核动力工程;2000年03期
5 刘捍卫,邱绍宇,朱e，
本文编号：397425
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