鑄造雙相不銹鋼的形變與斷裂研究.pdf

1、鑄造γ+α雙相不銹鋼因兼有奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼的特點(diǎn)，在核電站的閥體、主冷卻劑管道和主泵泵殼等方面得到了廣泛應(yīng)用。與鐵素體不銹鋼比較，雙相不銹鋼的韌性高、韌脆轉(zhuǎn)變溫度低、耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高，且保留了鐵素體不銹鋼高熱導(dǎo)率和線膨脹系數(shù)小等特點(diǎn)；與奧氏體不銹鋼相比，雙相不銹鋼的屈服強(qiáng)度顯著提高，耐晶間腐蝕，耐應(yīng)力腐蝕等性能明顯改善。本文對(duì)鑄造雙相不銹鋼的形變機(jī)理及形變強(qiáng)化，裂紋萌芽、生長(zhǎng)和擴(kuò)展，力學(xué)性能評(píng)價(jià)，數(shù)字化沖擊探

2、討等方面進(jìn)行研究，這將為核電站主管道的安全運(yùn)行提供依據(jù)。 鑄造雙相不銹鋼中的α相在γ基體中呈條帶狀和花邊狀分布，且α相的含量約為15％。靜力拉伸試驗(yàn)表明，鑄造雙相不銹鋼在整個(gè)塑性變形過程中的形變機(jī)理是：呂德斯帶的形成以及拉伸過程中滑移和孿生變形的交替出現(xiàn)。雙相不銹鋼的形變強(qiáng)化指數(shù)，2在室溫和290℃時(shí)都呈現(xiàn)了階段性，室溫共分為四個(gè)階段；290℃時(shí)，縮頸前分三個(gè)階段，各階段形變強(qiáng)化指數(shù)數(shù)值逐漸增加。對(duì)形變強(qiáng)化指數(shù)n按不同取樣方向和

3、不同取樣位置進(jìn)行t檢驗(yàn)分析，結(jié)果表明，取樣方向和取樣位置對(duì)雙相不銹鋼的形變強(qiáng)化指數(shù)n無顯著性影響。 數(shù)字化沖擊試驗(yàn)表明鑄造雙相不銹鋼裂紋經(jīng)歷了萌芽、生長(zhǎng)和擴(kuò)展階段。裂紋生長(zhǎng)到臨界尺寸之前，生長(zhǎng)速率較慢，并有明顯的波動(dòng)，裂紋生長(zhǎng)至臨界尺寸耗費(fèi)了總沖擊吸收功的76.2％，說明雙相不銹鋼的韌性較好，抗過載能力較強(qiáng)，使用的安全性較好。 對(duì)雙相不銹鋼的靜力強(qiáng)塑性評(píng)價(jià)表明：不同取樣位置，管壁縱向內(nèi)、中、外壁兩兩之間強(qiáng)度和塑性均出現(xiàn)了

4、顯著差異；不同取樣方向，強(qiáng)度有顯著差異而塑性無顯著性差異。對(duì)強(qiáng)塑性和標(biāo)準(zhǔn)偏差分立化的綜合評(píng)價(jià)表明，縱向內(nèi)壁性能值及標(biāo)準(zhǔn)偏差較優(yōu)，中壁和外壁次之，徑向取樣性能則較差。對(duì)雙相不銹鋼的動(dòng)力強(qiáng)韌性評(píng)價(jià)表明：取樣位置對(duì)動(dòng)力強(qiáng)度沒有顯著性影響，對(duì)動(dòng)力韌度的影響出現(xiàn)在裂紋形成功；取樣方向?qū)?dòng)力強(qiáng)韌性沒有顯著性影響。 利用數(shù)字化沖擊曲線得到的力特征值對(duì)新國(guó)標(biāo)中提出的韌性斷面率進(jìn)行研究，表明韌性斷面率和通過測(cè)量得到的纖維斷面率之間有很好的一致性，