<p id="nlgbh"></p>

<table id="nlgbh"></table>

    <table id="nlgbh"></table>

    <acronym id="nlgbh"><s id="nlgbh"></s></acronym>

    <track id="nlgbh"></track>
  • <acronym id="nlgbh"><label id="nlgbh"><menu id="nlgbh"></menu></label></acronym>

    400-1188-260

    13372307781

    • 測試咨詢

      400-1188-260
    • 質量投訴
      +86-573-86161208
    • 測后服務
      +86-573-86161256 86161587 86180108
    • 地址:浙江省海鹽縣豐潭路777號
    首頁 檢測信息服務

    分享:表面粗糙度對氧化物彌散強化鋼板高溫蠕變性能的影響

    摘 要:采用高溫原位疲勞試驗機對氧化物彌散強化(ODS)鋼板進行高溫蠕變試驗,分析了表面粗糙 度對 ODS鋼板高溫蠕變性能的影響。結果表明:隨著表面粗糙度的減小,ODS鋼板的穩態蠕變速率減 小,蠕變壽命延長,試驗后鋼板表面裂紋數量減少;ODS鋼板表面裂紋是由其表面縱向分布的劃痕與橫 向分布的滑移線相互作用形成的,隨著時間的延長,裂紋擴展、相互連接,最終導致鋼板斷裂。

    關鍵詞:表面粗糙度;ODS鋼;高溫蠕變

    中圖分類號:TL341 文獻標志碼:A 文章編號:1001-4012(2022)01-0001-04


    氧 化 物 彌 散 強 化 (Oxide DispersionStrengthened,ODS)鋼是一種新型的結構材料,因 其具有優異的高溫性能和抗輻照性能,常用于反應 堆結構材料[1-3],尤其在替換鋯合金作為包殼材料方 面,ODS 鋼 的 使 用 溫 度 (500~700 ℃)比 鋯 合 金 (280~320 ℃)的高。在反應堆發生失水事故時,鋯 合金包殼會與水蒸氣發生水解反應產生大量氫氣, 造成氫氣爆炸事故,而 ODS鋼不會與水蒸氣反應生 成氫氣,可以避免該類事故的發生。因此,ODS鋼 在核反應堆條件下的應用比鋯合金更有優勢。

    高溫蠕變性能是 ODS鋼在核反應堆條件下的 首要力學性能評價指標[4]。SEILS等[5]研究了溫度 對奧氏體、鐵素體 ODS鋼蠕變性能的影響,結果表 明,當溫度高于500℃時,隨著溫度的升高,奧氏體、 鐵 素 體 ODS 鋼 的 抗 蠕 變 性 能 逐 漸 減 弱。 JAUMIER等[6]比 較 了 含 9% (質 量 分 數)和 14% (質量分數)鉻的 ODS鋼管的抗蠕變性能,結果表明 含14%鉻 ODS鋼管軸向上的抗蠕變性能要優于含 9%鉻 ODS鋼管。目前,關于表面粗糙度對 ODS鋼 高溫蠕變性能影響的研究報道較少。

    筆者采用高溫原位試驗機對 ODS鋼板進行高 溫蠕變試驗,分析了表面粗糙度對 ODS鋼高溫蠕變 性能的影響,以期為 ODS鋼在核反應堆條件下的應用提供參考依據。

    1 試驗材料與試驗方法

    試驗材料為 ODS鋼,其主要成分(質量分數)分 別為1%Fe,9%Cr,2%W,0.2%Ti,0.13%C,0.35% Y2O3。ODS鋼板生產工藝為:(1)將各金屬粉末和 Y2O3 顆粒 在 球 磨 機 中 進 行 球 磨,球 磨 機 轉 速 為 200r/min,球磨時間為50h;(2)將球磨后得到的混 合粉末壓制后在1100 ℃,70MPa條件下進行真空 燒結,燒結時間為2h;(3)對燒結后的材料進行包 套處理,并在1150 ℃下進行鍛造;(4)對鍛造后的 材料進行多道次冷軋,經退火(退火溫度為750 ℃, 保溫時間為1h,冷卻方式為隨爐冷卻)、淬火(淬火 溫度為1050 ℃,保溫時間為0.5h,冷卻方式為水 冷)、回火(回火溫度為750 ℃,保溫時間為1h,冷 卻方式為空冷)處理后得到 ODS鋼板。在 ODS鋼 板上截取蠕變試樣,其尺寸如圖1所示。對試樣表 面分別進行銑削、砂紙打磨和拋光處理。

    依據ISO9001標準,將 ODS鋼蠕變試樣與標 準表面粗糙度比較樣塊進行比較。經銑削加工后的 試樣表面粗糙度為0.800μm(記為銑削試樣),采用 砂紙對銑過的試樣進行逐級打磨后,試樣表面粗糙 度為0.025μm(記為打磨試樣),再用拋光機進行拋 光后,試 樣 表 面 粗 糙 度 為 0.012μm(記 為 拋 光 試 樣)。

    在800 ℃,80MPa條件下,采用日本島津公司 生產的 SEM-SERVO 型高溫原位疲勞試驗機對不 同表面粗糙度的 ODS鋼板蠕變試樣進行高溫蠕變 試驗,采用原位掃描電鏡(SEM)對高溫蠕變過程中 試樣表面的微觀形貌進行觀察。

    2 結果與討論

    2.1 不同試樣的高溫蠕變曲線

    由圖2可見:拋光試樣的高溫蠕變過程可分為 三個階段,第一階段為減速蠕變階段,第二階段為恒 速蠕變階段,第三階段為加速蠕變階段[7] ;打磨試樣 的高溫蠕變過程沒有明顯的第一階段,僅存在第二、三階段;銑削試樣的高溫蠕變過程也僅存在第二、三 階段,且第二階段時間較短。

    表1是不同試樣在800℃,80MPa條件下的穩 態蠕變速率和蠕變壽命,可見隨著試樣表面粗糙度 的減小,其穩態蠕變速率顯著減小,蠕變壽命延長。

    2.2 不同試樣高溫蠕變過程中裂紋的萌生及擴展

    由圖3可見:當銑削試樣高溫蠕變試驗進行至0.52h時(蠕變第三階段),其表面出現大量裂紋,這 是由于試樣表面粗糙度較大,表面缺陷較多,試樣在 高溫和應力作用下產生裂紋;當高溫蠕變試驗進行 至0.55h時,銑削試樣被拉斷,斷口表面不平整。

    由圖4可見:當打磨試樣蠕變試驗進行至1.7h 時(蠕變第三階段),其表面出現了裂紋,裂紋數量較 處于同一蠕變階段銑削試樣的少;當打磨試樣蠕變試 驗進行至1.8h時,表面裂紋擴展并產生新的裂紋,但 裂紋數量仍較處于同一階段銑削試樣的少;當蠕變試 驗進行至1.87h時,試樣被拉斷,斷口表面不平整。

    由圖5可見:當拋光試樣蠕變試驗進行至5.2h 時(蠕變第三階段),表面開始出現裂紋,但裂紋數量 較處于同一蠕變階段打磨試樣的少;當拋光試樣蠕 變試驗進行至5.5h(蠕變第三階段)時,拋光試樣表 面裂紋明顯擴展并產生新的裂紋,但裂紋數量仍少 于同一蠕變階段打磨試樣的;當拋光試樣蠕變試驗 進行至 5.71h 時,拋 光 試 樣 被 拉 斷,斷 口 表 面 不 平整。

    綜上分析可知,隨著試樣表面粗糙度的增大,試 樣表面裂紋明顯增多,且試樣的蠕變壽命大大降低, 這說明粗糙度較大引起的表面裂紋增多是導致試樣 蠕變斷裂的原因。

    2.3 不同試樣表面及斷口的微觀形貌

    由圖6a),c),e)可見:銑削試樣遠離斷口表面 存在大量縱 向 分 布 的 劃 痕,這 些 劃 痕 與 橫 向 分 布 的滑移線交 割 形 成 裂 紋;打 磨 試 樣 遠 離 斷 口 表 面 縱向分布的劃痕較少,表面裂紋數量較少;拋光試 樣遠離斷口 表 面 幾 乎 沒 有 縱 向 分 布 的 劃 痕,表 面 裂紋數量 較 少。因 此,隨 著 試 樣 表 面 粗 糙 度 的 減 小,試樣遠離 斷 口 表 面 縱 向 分 布 的 劃 痕 數 量 逐 漸 減少、甚至 消 失,表 面 裂 紋 數 量 逐 漸 減 少。 由 圖 6b),d),f)可見:試樣斷口附近表面裂紋呈多源萌 生、裂紋相互貫通的形貌特征,這是斷口不平整的 主要原因。

    3 結論

    (1) 隨 著 ODS 鋼 板 表 面 粗 糙 度 的 減 小 (由 00.12mm減小至0.800μm),其穩態蠕變速率減小(由 14.6×10 -4s -1 減小至33.5×10 -6s -1),蠕變壽命延長(由 05.5h延長至57.1h),ODS鋼板表面裂紋數量減少。

    (2)ODS鋼板表面裂紋是由其表面縱向分布 的劃痕與橫向分布的滑移線相互作用形成的,裂紋 擴展、相互連接,最終導致鋼板斷裂。

    參考文獻:

    [1] 王東偉,戰東平,屈樂欣,等.燒結溫度對9CrODS鋼 力學性 能 的 影 響 研 究 [J].金 屬 功 能 材 料,2020,27 (3):11-17.

    [2] 彭艷艷,余黎明,劉永長,等.650 ℃時效對9CrODS 鋼顯微 組 織 和 性 能 的 影 響 [J].金 屬 學 報,2020,56 (8):1075-1083.

    [3] CHAUHANA,STRA?BERGERL,FüHRERU,etal. Creep-fatigueinteractioninabimodal12CrODSsteel [J].InternationalJournalofFatigue,2017,102:92-111.

    [4] 田耘,柳光祖,單秉權,等.快堆包殼用 ODS鐵素體合 金的蠕變性能[J].粉末冶金技術,2001,19(1):16-19.

    [5] SEILSS,KAUFFMANN A,HINRICHS F,etal. Temperaturedependentstrengtheningcontributions inausteniticandferritic ODSsteels[J].Materials ScienceandEngineering:A,2020,786:139452.

    [6] JAUMIERT,VINCENTS,VINCENTL,etal.Creep anddamageanisotropiesof9%Crand14%CrODS steelcladding[J].JournalofNuclearMaterials,2019, 518:274-286.

    [7] 周麗,殷鳳仕,孫曉峰.一種鑄造鎳基高溫合金的高溫 蠕變斷裂行為[J].山東理工大學學報(自然科學版), 2003,17(4):36-39.



    <文章來源 >材料與測試網 > 期刊論文 > 理化檢驗-物理分冊 > 58卷 > 1期 (pp:1-4)>

    首頁 上一頁 下一頁 尾頁 第13頁, 共208頁

    国产亚洲一本大道中文在线_在线亚洲日产一区二区_开心综合激激的五月天野狼_国产免费极品AV吧在线观看
    <p id="nlgbh"></p>

    <table id="nlgbh"></table>

    <table id="nlgbh"></table>

    <acronym id="nlgbh"><s id="nlgbh"></s></acronym>

    <track id="nlgbh"></track>
  • <acronym id="nlgbh"><label id="nlgbh"><menu id="nlgbh"></menu></label></acronym>