laNi 5-x AI x （x=0,0.3）合金吸放氢循环床体壁应力的实验研究

发布时间：2022-01-07 06:16

　　LaNi_5-xAl_x系列合金已被选择用作氚的贮存和增压，这种材料吸放氢过程发生晶格的膨胀和收缩，非均匀形变对结构容器的器壁产生应力，材料粉化导致应力集中。作者采用电阻应变测量法研究了LaNi_5-xAl_x（x=0,0.3）合金吸放氢循环床体壁应力与循环次数、贮氢容量、壁厚以及松装比的关系。实验结果表明，床体不同位置产生的壁应力大小不同，壁应力随着吸放氢循环的进行呈现增大的趋势，松装比大和壁薄的贮氢床壁应力增大的趋势更明显，更容易发生塑性形变。壁应力与贮氢量之间存在着一定的规律，在H/M达到0.6左右壁应力开始有不同程度的增大。另外，文中对贮氢床在进行吸放氢循环后床体产生裂缝的原因作了初步的探讨，认为这是由焊接引起的氢脆致裂。这些研究对贮氢床安全性能的评估是有积极意义的。 

【文章来源】：中国工程物理研究院北京市

【文章页数】：52 页

【学位级别】：硕士

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英文摘要
第一章 绪 论
    1.1 研究目的和意义
    1.2 文献综述
        1.2.1 氢在金属中的行为
            1.2.1.1 氢和金属的相互作用
            1.2.1.2 氢在金属中的状态
        1.2.2 金属氢化物的生成
        1.2.3 不同贮氢合金体胀的大小
        1.2.4 La-Ni-Al系列合金
        1.2.5 金属氢化物吸/放氢循环特性
        1.2.6 金属氢化物床吸放氢循环壁应力分析的研究概述
第二章 实验部分
    2.1 贮氢床吸放氢循环壁应力的实验研究方法
        2.1.1 壁应力的测量原理
        2.1.2 温度效应的补偿
    2.2 贮氢床壁应力的实验数据处理
    2.3 实验研究用的贮氢床
    2.4 实验仪器
    2.5 实验的准备工作
        2.5.1 实验系统的加工
        2.5.2 贮氢床的装料与活化
        2.5.3 应变片的安装
        2.5.4 HP3852A测试程序的调试
    2.5 实验程序
第三章 实验结果和讨论
    3.1 贮氢床壁应力与吸放氢循环次数的关系
    3.2 贮氢床壁应力沿柱长方向的分布
    3.3 贮氢床壁应力与贮氢量的关系
        3.3.1 1号贮氢床床体应变与贮氢量的关系
        3.3.2 2号贮氢床床体应变与贮氢量的关系
        3.3.3 3号贮氢床床体应变与贮氢量的关系
    3.4 吸氢量与吸放氢循环的关系
    3.5 应力累积机理
    3.6 三个贮氢床的比较
    3.7 床体壁应力的数学推导
        3.7.1 氢化程度与应力的关系
        3.7.2 壁应力与其它因素的关系
第四章 1号贮氢床形成裂纹的讨论
    4.1 21-6-9钢的性能
    4.2 试验条件对氢脆的影响
    4.3 焊接对不锈钢的影响
    4.4 裂纹形成的原因
结 论
致 谢
参考文献
附录A
    实验的测量程序
附录B
    1 1号贮氢床内部合金密度分布的ICT成像图
    2 2号贮氢床内部合金密度分布的ICT成像图
    3 3号贮氢床内部合金密度分布的ICT成像图
附录C
    1 号贮氢床裂缝的ICT检测成像图
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本文编号：3573985