热老化对Z3CN20-09M不锈钢疲劳裂纹扩展性能的影响

对400℃下热老化长达20000 h的Z3CN20-09M的组织转变进行了透射电镜观察。对不同时间热老化后Z3CN20-09M的裂纹扩展性能进行了研究,并讨论了热老化时间对裂纹扩展速率的影响。用扫描电镜对裂纹扩展面进行分析,研究了裂纹扩展机制。透射电镜实验结果表明:热老化后铁素体中富Cr的α'相随热老化时间延长数量不断增多。疲劳裂纹扩展速率可用Paris公式拟合,裂纹扩展速率随热老化时间延长而增快。拟合的Paris公式指数n随热老化时间延长而增加,lnC随热老化时间延长而减小,而且指数n与lnC呈线性关系。扫描电镜结果表明,裂纹扩展速率的增快与热老化后铁素体的解理断裂有关。

核电主管道热老化后失效评定曲线研究

本文对400℃热老化后Z3CN20-09M材料的高温拉伸性能和失效评定曲线进行了研究。对热老化不同时间的试样进行了330℃拉伸试验,用扫描电镜(SEM)对高温拉伸断口进行观察。采用联合型指数函数ExpAssoc对真应力应变数据进行了拟合,并将拟合结果用于计算失效评定曲线。结果表明,通过R6选择2方法得到的失效评定曲线随热老化时间而右移,说明未老化材料的失效评定曲线具有包络性和保守性。用未老化材料的失效评定曲线进行安全评定会得到较安全的结果。

热老化对核电厂一回路管道失效概率的影响

建立基于热老化的管道失效概率计算流程。在实验研究的基础上,采取美国阿贡实验室的流程预测某管道材料在280、330℃下热老化后断裂韧性随运行时间的变化。计算含单个环向内表面裂纹的管道在考虑热老化与不考虑热老化2种情况下的累积失效概率。计算结果表明,考虑热老化因素得到的失效概率高于未考虑热老化的情况。在考虑热老化的情况下,较高的温度下热老化严重且管道失效概率更高。

热老化后相分离的相场法模拟(英文)

相场模拟目前已成为一种强有力的材料计算模拟工具,它可以模拟组织随时间的变化。本文用相场法模拟了Fe-Cr二元体系中相分离的组织演变过程。模拟结果表明,组织演变过程可以分为两个阶段。在开始阶段,形成富Cr和富Fe的相互连接结构,这种结构随模拟时间增长而粗化。第二阶段,富Cr和富Fe区完全分离,富Cr区长大。模拟结果与不锈钢热老化后的透射电镜有非常好的一致性。

枝晶生长的相场法模拟

采用相场法模拟了等温过程中枝晶长大过程。结果表明:晶粒经历了由球形经星形向复杂枝晶转变的过程;过冷度的增加使晶粒的生长速度增加。利用本模型成功模拟出各种不同择优取向的枝晶生长形貌。

核电主管道铸造不锈钢的热老化脆化

为了研究中国核电主管道铸造不锈钢Z3CN20-09M的热老化,在300、350和400℃下,对Z3CN20-09M进行了长达30000 h的加速热老化实验.对不同热老化时间下的样品进行了冲击性能和铁素体纳米硬度测定.以夏比冲击功作为热老化脆化参量,利用拟合的方法得出该材料的热老化激活能为51.962 kJ·mol^(-1).通过热老化因子P得出了用夏比冲击功表示的热老化脆化动力学公式.利用热老化激活能和热老化动力学公式预测了Z3CN20-09M在实际运行温度下服役40 a内的夏比冲击功和铁素体显微硬度变化.预测结果表明在运行5 a内是该材料韧性迅速下降的时期,随后的运行过程中下降过程趋缓.

长期热老化对铸造奥氏体不锈钢组织和性能的影响

将铸造奥氏体不锈钢在400℃下时效至10-4h,通过力学性能测试和组织观察,分析了老化时间对力学性能和组织结构的影响.结果表明：铁素体相的体积分数随老化时间没有变化;长期老化后材料的磁导率降低,同时铁素体相的纳米压入硬度增加;材料的Charpy冲击功随老化时间迅速下降,冲击断口形貌也随之不断变化;通过TEM观察发现,铁素体相在长期老化后析出了弥散的α′相和少量的G相,α′相是由铁素体发生调幅分解而生成的,是导致铸造奥氏体不锈钢热老化脆化的主要原因.

热老化对Z3CN20-09M不锈钢微区力学性能和冲击断裂行为的影响

-通过纳米力学探针对铁素体相在热老化过程中的力学性能变化进行了研究．采用仪器化冲击试验机研究了材料的冲击行为，使用SEM观察冲击断口形貌．结果表明：长期热老化导致铁素体相的塑性变形能力不断下降，材料的冲击韧性也显著下降．热老化过程中冲击功的损失主要是由于裂纹扩展能量的降低引起，在400℃热老化1×10^4h后裂纹稳定扩展能几乎降为0．热老化材料的冲击断裂过程为：在冲击载荷下裂纹首先在铁素体内萌生并快速扩展，铁素体相发生解理断裂，裂纹扩展到奥氏体相，最后裂纹连接贯穿整个试样．