锻造奥氏体不锈钢316LN循环变形行为和疲劳性能研究

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锻造奥氏体不锈钢316LN由于具有优良的力学性能和抗热老化性能而被应用于第三代压水堆核电站AP1000一回路管道。本文以锻造奥氏体不锈钢316LN为研究对象，采用ASTM E606标准试样分别在室温和350oC进行了低周疲劳试验以及棘轮疲劳实验；采用薄片小试样在室温至450oC范围内进行了三点弯应力循环试验，探究了温度和加载模式对该材料循环变形行为的影响，主要得到如下结论：（1）室温下，在大应变幅值和应力幅值的对称循环加载下，材料表现出初始的快速硬化，进而缓慢软化直到破坏，而在较小应变幅值和应力幅值下，材料直接进入软化阶段直到破坏。（2）350oC下，材料在大应变幅值和应力幅值下的对称循环响应与室温一致，然而在较小应变幅值和应力幅值下，材料表现出初始快速硬化，缓慢软化，进而缓慢二次硬化直到破坏。由于动态应变时效的作用，材料在350oC下的循环硬化程度明显强于室温。（3）室温和350oC下，在棘轮疲劳试验中发现，棘轮变形随着平均应力和应力幅值的增加而逐渐增加。然而在应力幅值相同时，寿命随着平均应力的增加反而增加。这主要是由于平均应力的引入导致了材料的硬化，且平均应力导致材料的硬化程度在350oC较室温明显增加。（4）采用SWT模型以及改进的Coffin-Manson模型可对低周疲劳寿命和棘轮疲劳寿命进行较好的预测。（5）在室温至450oC范围内，材料的三点弯棘轮变形水平随着温度上升而降低，而蠕变-棘轮实验表明材料的棘轮变形主要受控于蠕变变形，进而说明材料的棘轮变形的温度相关性主要是材料粘塑性随温度升高而降低的结果，而材料的粘塑性与温度的关系可由动态应变时效来解释。

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作者
苑旭阳;
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作者单位

天津大学;

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授予单位天津大学;
学科化工过程机械
授予学位硕士
导师姓名陈旭;
年度 2017
页码
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类金属学与热处理;一般性问题;
关键词
锻造; 奥氏体不锈钢; 循环变形行为; 疲劳;

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