NiTiNb形状记忆合金的应力松驰研究

为了解NiTiNb形状记忆合金的高温松驰性能，进行了高温下的松驰试验，由应力松驰与蠕变的关系。推导得到松驰曲线表达式，通过实验数据回归，发现松驰曲线表达式与实验结果吻合良好，并得到了表征材料抗松驰性能的材料松驰特征系数和剩余应力比，结果表明，温度越高，初始应力越大，应力松驰越明显：当温度在300－400℃，初始应力在260－360MPa时，NiTiNb的应力松驰很小，在高温下NiTiNb的抗松驰性能优于NiTiFe，更适合于高温下使用。     

NiTiNb形状记忆合金的组织研究

应用金相显微镜、X射线衍射仪和透射电子显微镜研究了NiTiNb形状记忆合金的组织特征。结果表明,对于850℃热轧的合金,合金存在织构, 基体是立方结构的NiTi相, 沉淀相主要是b-Nb相;850℃热轧后再在850℃ 1h退火,合金中的织构依然存在,基体还是立方结构的NiTi相,沉淀相却为b-Nb相、单斜Ti2Ni3相,其中b-Nb相占多数。最后指出,经过850℃热轧后,在850℃1h退火合金已开始再结晶。     

40CrNi2MoV钢应力松弛特性研究

为获得４０ＣｒＮｉ２ＭｏＶ钢的高温松弛性能,对该材料进行了松弛试验研究。试验数据经回归和高通量得到了所有用于表征材料抗松弛性能的材料常数,并得到与试验结果吻合良好,可反映松弛全过程的松弛曲线表达式。试验结果表明,该材料具有良好的抗松弛性能。还对工程应用中的不同初应力,松弛应变速率和试验结果外推等问题进行了讨论,认为当材料的松弛极限较高时,在强度允许的条件下,有可能通过加大初应力来延长服役周期或减小     

真空环境下燃料组件压紧弹簧疲劳应力松弛研究

反应堆燃料组件压紧弹簧需要长期在高温和压应力下服役,其材料的正确选型对燃料组件的设计具有重要意义。针对反应堆运行过程中可能因机械振动和流致振动等引起的压紧弹簧疲劳破坏现象,本文对三种备选奥氏体不锈钢压紧弹簧(GH2132、632和GH4169)在450℃条件下进行了10万次疲劳循环的真空疲劳试验。试验结果表明:所有弹簧均保持形态完整,没有出现断裂失效现象。GH4169弹簧在试验后没有发现明显的析出物。同时其处于低层错能状态,位错运动形式更多的是单滑移,变形过程中塑性的累积困难,表现出较好的抗应力松弛性能。最终优选GH4169作为反应堆组件压紧弹簧备选材料,为反应堆燃料组件设计与制造提供一定参考。     

真空环境下燃料组件压紧弹簧疲劳应力松弛研究

反应堆燃料组件压紧弹簧需要长期在高温和压应力下服役,其材料的正确选型对燃料组件的设计具有重要意义。针对反应堆运行过程中可能因机械振动和流致振动等引起的压紧弹簧疲劳破坏现象,本文对三种备选奥氏体不锈钢压紧弹簧(GH 2132、632和GH4169)在450℃条件下进行了10万次疲劳循环的真空疲劳试验。试验结果表明:所有弹簧均保持形态完整,没有出现断裂失效现象。GH4169弹簧在试验后没有发现明显的析出物。同时其处于低层错能状态,位错运动形式更多的是单滑移,变形过程中塑性的累积困难,表现出较好的抗应力松弛性能。最终优选GH4169作为反应堆组件压紧弹簧备选材料,为反应堆燃料组件设计与制造提供一定参考。     

螺栓材料1Cr10NiMoW2VNbN的应力松弛行为及预测模型

为了研究和预测国产螺栓材料1Cr10NiMoW2VNbN的长时应力松弛性能,对该材料进行了应力松弛试验.研究了环境温度、初应力对松弛行为的影响;分析了利用Hook-Norton模型、广义Maxwell模型、Logistic模型以及多项式模型进行长时数据外推的可行性.结果表明:温度对螺栓松弛行为影响最大,实验数据难以推断应力松弛极限存在;所建立的双对数多项式模型可以较好地外推松弛剩余应力.     

N18锆合金的单轴拉伸和应力松弛性能

本工作试验研究20~700℃、不同应变加载速率下N18锆合金的单轴拉伸和应力松弛性能。结果表明,N18合金的单轴拉伸应力-应变曲线出现明显的屈服拐点,且温度低于500℃时呈现后继屈服强化,高于500℃后又呈后继屈服软化。除横向试样的断面收缩率高于轧向试样外,试样取向对N18合金的单轴性能影响不大。温度低于300℃时,N18合金的应变速率敏感性受温度的影响不大;350℃时,N18合金的敏感系数达到最小值,其后,对应变速率的敏感性随着温度的升高逐渐增强。N18合金在不同温度和应变水平下均产生明显的应力松弛。在300℃以内,最大应力松弛程度受温度影响较小,且随应变水平的增大明显降低;在350~550℃范围内,应变水平越高,对应的最大应力松弛程度越大;N18合金的最大松弛程度在350℃附近出现最小值。在350~450℃范围内,N18合金表现出明显的动态应变时效特性。     

基于蠕变的高温构件应力松弛损伤模型

基于SchIottner-Seeley平均蠕变断裂速率原理和松弛方程,构建了应力松弛损伤模型;采用该模型对高温紧固材料1Cr10NilMoW2VNbN进行了损伤预测和实验验证.结果表明,该模型预测的数据与实际试验结果吻合较好.     

TMSR-LF1停堆系统高温螺栓连接结构应力松弛分析与结构安全评定

钍基熔盐液态堆(Thorium Molten Salt Reactor-Liquid Fuel 1,TMSR-LF1)停堆系统螺栓连接结构服役环境约在650°C的高温区域,连接结构包括三种材质的构件;升温过程热膨胀以及高温下寿期内的蠕变效应,对螺栓的预紧力都有很大影响。本文采用ANSYS程序,对TMSR-LF1停堆系统高温螺栓连接结构,在预紧载荷及热膨胀组合作用下的结构进行了应力分析和寿期内蠕变应力松弛分析。考虑从常温升高至工作温度的过程中,连接结构件由于使用不同材料,其热膨胀差导致预紧力发生变化的过程;着重研究分析运行寿期内螺栓结构材料的高温蠕变,所引起应力松弛的变化规律,及其对螺栓连接结构预紧力的影响;并根据ASME-III-5-HBB规范对螺栓进行力学分析和应力评定,论证该螺栓连接件全寿期内结构安全可靠。     

考虑应力松弛和辐照影响的堆内构件压紧弹簧疲劳可靠性评估方法

针对反应堆堆内构件压紧弹簧疲劳失效模式,在考虑应力松弛和辐照影响的条件下基于仿真方法开展可靠性评估。首先结合疲劳模型和平均应力松弛Landgraf模型,考虑辐照对疲劳参数的影响,构建了压紧弹簧疲劳寿命模型。在压紧弹簧疲劳寿命模型基础上,根据广义应力-强度干涉模型定义压紧弹簧可靠度并开展灵敏度分析。以非能动压水堆AP1000压紧弹簧为例进行案例分析,在95%置信度水平下,分别计算了可靠度为95%和50%时对应的疲劳寿命。结果表明,若不考虑应力松弛,压紧弹簧总疲劳寿命下降88.3%;从经济性角度考虑寿命预测结果较为保守。通过灵敏度分析发现对可靠度影响较大的设计变量是弹性模量和疲劳强度系数,在一定可靠度下可以通过调整设计变量对压紧弹簧的疲劳可靠性评估进行优化。      

NiAlMn高温形状记忆合金发展前景

简述了高温形状记忆合金研制的意义和近况。结合有关ＮｉＡｌＭｎ高温形状记忆合金的实验报道,提出了通过采用适当的合金成分和制备工艺以控制合金的微观结构和组织的方法,使该合金的变形性能和记忆性能达到综合平衡。同时,开发ＮｉＡｌＭｎ高温形状记忆合金还应考虑具体的工程应用环境,解决限制其实用的问题。     

预变形对TiNi、TiNiCu合金双程形状记忆应变的影响

采用电阻-温度测试仪、申克疲劳试验机等实验装置,研究了预变形对Ti49．2Ni50．8和Ti50Ni43Cu7合金双程记忆应变的影响。结果表明：Ti49．2Ni50．8合金在-60℃下、8％．16％预变形单程记忆应变均在6％以上;在-60℃、14％预应变下双程记忆应变最大,为3．6％。Ti50Ni43Cu7合金在20℃下,8～14％预变形,单程记忆应变在5％以上;20℃、12％预应变下双程记忆应变最大,为3．0％。Ti49．2Ni50．8合金环在13．7％预应变下训练4次时,双程记忆应变达到4．1％。     

新锆合金碘致应力腐蚀性能研究

研究了再结晶状态的相同成分，不同织构取向的两块新锆合金板材在不同的实验条件下的抗碘致应力腐蚀性能。用直流电位降法动态监测裂纹的长度并对试样进行了织构的测定、第二相的观察和断口分析结果表明，在实验条件下，N18-2(L-T)抗碘致应力腐蚀的能力优于N18-1(T—L)断口形貌表明，在应力腐蚀裂纹的初始扩展阶段，断口沿晶开裂；在裂纹的稳态扩展阶段，以穿晶准解理扩展为主。     

应力循环下T225NG合金塑性累积行为研究

对应力循环下T225NG合金的塑性累积行为进行了试验研究,提出了预测棘轮饱和应变的本构关系及描述棘轮应变演化规律的指数型演化方程。讨论了蠕变效应对T225NG合金棘轮行为的影响．结果表明．应力幅越低,循环蠕变分量在塑性累积中的贡献越大。     

温度对Zr-Sn-Nb合金致应力碘腐蚀开裂的影响

研究了N18和N36锆合金在不同温度下的碘致应力腐蚀开裂(SCC)行为,用扫描电镜进行了断口分析.结果表明,对于再结晶状态的锆合金,随着试验温度升高,KISCC(临界应力强度因子)降低,裂纹萌生所需的应力降低,裂纹萌生所需的时间也变短;对于去应力状态的N18合金,试验温度从300℃增加到350℃,KISCC基本不变,裂纹萌生所需的应力降低,裂纹萌生所需的时间也变短;随着试验温度升高,断口上的腐蚀产物增多.     

Zr－4合金管环向性能测试研究

采用对开式拉伸法（ＮＯＬ环法），对反应堆中常用构件Ｚｒ－４合金薄壁细管，在不同温度条件下进行了环向拉伸试验。通过对拉伸曲线的修正和炉内试样颈缩处承载面积的确定，得到了Ｚｒ－４合金管在不同温度条件下，环向拉伸的真应力一真应变关系及强度、塑性指标。     

2219铝合金搅拌摩擦焊和钨极保护焊焊接件残余应力的中子衍射研究

利用中子衍射法对2219铝合金搅拌摩擦焊（FSW）和钨极保护焊（TIG）焊接件开展了三维残余应力测量,并对残余应力分布规律进行了分析。结果表明：焊接件的纵向残余应力数值较大;FSW焊接件残余应力整体较TIG焊接件的小;FSW和TIG焊接件的残余拉应力最大值分别为101 MPa和174 MPa,FSW焊接件残余拉应力最大值较TIG焊接件的小;FSW残余拉应力最大值处于轴肩边缘,且前进侧峰值大于后退侧峰值;TIG焊接件残余拉应力最大值处于焊缝边缘。通过中子衍射实验获得的焊接件残余应力分布,将可用于焊接工艺的优化与焊接件的寿命预测。