鈦合金TA16微動磨損特性研究.pdf

1、蒸汽發(fā)生器是核反應(yīng)堆的關(guān)鍵設(shè)備之一，蒸汽發(fā)生器(SG)傳熱管的損傷失效已經(jīng)成為電站非計劃停堆和能力因子損失的主要因素之一，成為判斷反應(yīng)堆可靠性及其經(jīng)濟(jì)因素的重要指標(biāo)。本文針對蒸汽發(fā)生器傳熱管發(fā)生的微動損傷失效問題，選用TA16新型鈦合金傳熱管為研究對象，進(jìn)行了不同介質(zhì)環(huán)境下的微動磨損試驗，并進(jìn)行了有限元模擬分析。研究結(jié)果不僅對揭示TA16鈦合金傳熱管的微動損傷機(jī)理，也為核反應(yīng)堆的關(guān)鍵部件抗微動損傷提供理論依據(jù)和工程指導(dǎo)意義。在試驗和分析

2、的基礎(chǔ)上，本文得到如下主要結(jié)論：
　　 1)鈦合金TA16的微動行為遵循微動圖理論，在80～200μm位移條件下，其曲線呈現(xiàn)平行四邊形，處于滑移區(qū)；
　　 2)大氣環(huán)境下，其摩擦系數(shù)呈現(xiàn)出四階段的特征；水介質(zhì)環(huán)境下，摩擦系數(shù)變化相對平緩，磨屑開始脫落的階段，摩擦系數(shù)波動較大；隨位移和載荷的增加，其摩擦系數(shù)整體呈現(xiàn)出減小趨勢；
　　 3)磨損過程中有剝層現(xiàn)象，磨屑細(xì)小，以鈦及其合金的氧化物為主要成分，呈現(xiàn)顆粒狀聚集

3、；表面磨屑堆積較多，摩擦氧化嚴(yán)重，有第三體的形成和材料的轉(zhuǎn)移現(xiàn)象；第三體層由塑性變形層和氧化物為主要成分的磨屑復(fù)合疊加組成，反映了損傷機(jī)制形成的主要特點(diǎn)。粘著磨損、磨粒磨損、磨粒剝落與碾壓，以及伴生的摩擦氧化作用和磨屑的聚集與轉(zhuǎn)移是微動磨損過程的主要特征；
　　 4)相對于大氣環(huán)境，水介質(zhì)環(huán)境中隨位移的增加，損傷表面磨屑形成到脫落的時間逐漸變短，傳熱管受損的情況加??；試驗循環(huán)次數(shù)下，損傷表面出現(xiàn)微裂紋；
　　 5)試驗前