304不锈钢棘轮变形过程中应变诱发马氏体相变行为研究

利用OM,SEM和XRD对单轴非对称应力循环下304不锈钢棘轮变形过程中的微观组织变化进行了实验观察.结果表明:304不锈钢棘轮变形过程中,当棘轮应变达到一定值后会产生应变诱发马氏体相变,形成板条状马氏体,并且随循环周次的增加,形成的应变诱发马氏体相对量逐渐增加.因马氏体相变而诱发的塑性变形对总的棘轮变形量产生一定的影响,材料的棘轮应变应由两部分组成,即应力引起的塑性应变和相变诱发的塑性应变.

45钢在应变循环与棘轮变形下的随动硬化演化实验研究

对调质处理的45碳钢进行了不同应变幅值的对称应变和具有平均应变控制下的屈服面半径和背应力演化分析,及具有不同平均应力的低应力、较高应力幅值控制下的屈服面半径和背应力演化分析.研究表明:屈服面半径在给定应变幅值下随循环周次的增加而变小,且随循环塑性应变幅值增大而减小,在单调加载时增大;循环背应力幅值随单调应变而减小,随循环塑性应变幅值增大而增大.

国外承压设备棘轮变形设计规范介绍

棘轮效应是指金属材料或结构承受一个一次载荷并叠加循环载荷时所产生的渐进变形,是在应力控制循环加载下二次变形的累积。为了避免承压设备的棘轮变形,国内外标准中均有防止棘轮变形的设计规定。文章简单介绍国外承压设计规范防止棘轮变形的分析方法,并对不同规范中的分析方法进行对比。

一种预测材料单轴饱和棘轮应变的本构模型

通过大量单轴棘轮实验 ,研究了均值、幅值、峰值和谷值应力对 30 4不锈钢的饱和棘轮应变的影响规律以及棘轮历史对材料棘轮饱和变形状态的影响。结果表明 ,均值、幅值和谷值 3种应力参量两两之间构成制约棘轮变形的二元参量 ,峰值应力与饱和棘轮应变之间存在不受均值、幅值和谷值应力影响的单调函数关系 ,因而峰值应力是导致材料正向棘轮变形的根本原因。根据这一现象 ,提出了棘轮门槛应力值σrth和棘轮应力σr的概念 ,建立了基于单参数控制的、用于饱和棘轮应变预测的饱和棘轮本构模型SRM。实验发现 ,先前低循环应力水平下材料棘轮行为对后继高循环应力水平下的饱和棘轮变形无影响 ,进而提出了单试样法 ,利用该方法来确定SRM本构模型材料参数只需 1～ 3个试样。基于单试样法建立的SRM模型用来预测在独立加载工况下 30 4不锈钢试样的饱和棘轮应变 ,其安全因子介于 1～ 1.3之间。

应力作用下316L不锈钢塑性变形行为研究

对316L不锈钢进行了大量的单轴高周次棘轮和蠕变试验,讨论了在长达20000周应力循环中材料的棘轮变形演化与饱和棘轮变形的规律,以及棘轮幅值应力对峰值控制规律的影响;基于材料棘轮效应和蠕变迁为之间相互联系的系统研究提示出:材料的棘轮变形本质上源于应力循环过程中材料的黏塑性。

双相不锈钢循环微变形行为的原位试验研究

对双相不锈钢开展拉伸和应力循环控制下的原位试验研究,选择特征区域对其局部微变形行为的产生、分布和演化进行了研究和讨论.结果表明:双相不锈钢在较低的载荷作用下内部出现明显的应变梯度,随着拉伸载荷或循环周次的增长,其局部微应变不断增加,最大应变在奥氏体相、小晶粒、狭窄晶粒和不平整的晶界区不断汇集,同一时刻的局部最大微应变远大于宏观应变;循环载荷作用下双相不锈钢在微观尺度产生了局部微棘轮变形效应,微棘轮应变随着循环周次的增加不断累积,其增长速度逐渐降低并趋于饱和;随着循环周次的增加,最大微棘轮变形区逐渐扩展、联通形成大塑性变形带,晶粒走向呈45°方向时,变形带贯穿两相向垂直加载方向发展,而晶粒呈树根状走向时,由于受到两相交互和铁素体的阻碍作用,微棘轮变形带主要集中在奥氏体中沿着奥氏体晶粒走向发展.

核电站管道棘轮特性的试验模拟研究

棘轮效应是工程实际中需要考虑的一个重要问题,棘轮变形问题给核电站管道的安全设计带来了严峻的挑战,它的危害性已经引起了国内外学者的广泛重视,已经成为研究的热点方向。文章利用电液伺服疲劳试验机配以自行设计的三点弯曲辅助设备,对核电站用管道进行三点弯曲的棘轮变形测试,进而研究内压管道的棘轮变形特性。

基于数字图像相关法的A7N01-T4铝合金焊接接头循环变形行为实验研究

为研究A7N01铝合金MIG焊焊接接头单轴拉伸性能和循环变形特征,采用数字图像相关方法(DIC)分析A7N01铝合金焊接接头在单调拉伸和循环加载下的应变场分布,结合焊接接头显微硬度获取焊接接头整体、焊缝、热影响区和母材的平均应力-应变曲线。实验结果表明:焊接接头母材在单调拉伸和循环变形中一直处于弹性变形,焊接接头整体的塑性变形由焊缝和热影响区主导,体现出循环稳定特征和棘轮安定状态,焊接接头的棘轮应变值依赖于当前的应力水平和加载历史。

载荷路径对内压弯管棘轮效应的影响

采用有限元软件对Z2CND18.12N不锈钢弯管的棘轮变形现象进行研究,将Chen-JiaoKim(CJK)随动强化模型嵌入ASNYS软件来保证模拟过程更加准确。弯管受到内压和交变面内弯曲载荷的作用,采用了多种的加载路径,研究了不同的加载路径条件下的棘轮变形,同时也研究了同一路径、不同方向对棘轮变形的影响。研究结果表明,在不同加载路径条件下,棘轮应变最大值都出现在了内缘线位置的环向,但棘轮应变值有一定的差别。不同路径对弯管棘轮效应的影响主要由于弯曲载荷施加过程中内压的不同,先施加弯曲载荷再提高内压的过程会极大地降低弯管棘轮效应。通过对路径优化前后弯管棘轮边界对比可以看出,路径的优化提高了弯管的棘轮边界。

基于DIC技术的6005A-T6铝合金焊接接头非均匀循环变形实验研究

采用三维数字图像相关(DIC)技术揭示了6005A铝合金激光-MIG混合焊对接头的焊缝、热影响区和母材的循环变形行为特征。实验结果表明:6005A铝合金焊缝、热影响区和母材的单轴拉伸应力-应变曲线差别较大,母材的屈服强度和抗拉强度明显高于焊缝和热影响区,即热影响区是焊接接头最薄弱的区域。焊接接头焊缝、热影响区在非对称应力循环加载下表现出循环安定状态,而纯母材产生了明显的棘轮变形,因为焊接接头母材一直处于弹性变形状态,焊接接头的棘轮变形主要由焊缝和热影响区主导。