發(fā)布時(shí)間：2020-05-12 13:44

【摘要】：材料在應(yīng)力和腐蝕環(huán)境共同作用下引起材料力學(xué)性能的下降,發(fā)生過(guò)早脆性斷裂的現(xiàn)象稱為環(huán)境加速斷裂。環(huán)境和應(yīng)力共同作用下材料發(fā)生的破壞,常比它們的單獨(dú)作用或二者的疊加更為嚴(yán)重,因?yàn)榄h(huán)境與應(yīng)力的協(xié)同作用可以相互促進(jìn),加速材料的破壞。通過(guò)開(kāi)展一系列實(shí)驗(yàn)來(lái)評(píng)價(jià)候選材料在火電站或核電站高溫高壓水蒸汽環(huán)境中的適用性。主要開(kāi)展了電站候選材料的腐蝕開(kāi)裂行為和腐蝕疲勞行為試驗(yàn)研究。完成了奧氏體不銹鋼TP347HFG在超臨界水環(huán)境中的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂行為研究,完成了鎳基合金Inconel 617在應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂和腐蝕疲勞行為測(cè)試。在溶解氧為10-8000ppb的水蒸氣、空氣和水蒸氣交替環(huán)境、600-650℃的超臨界水環(huán)境下,對(duì)TP347HFG奧氏體鋼進(jìn)行了應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂試驗(yàn),在測(cè)試中使用恒定應(yīng)力強(qiáng)度因子法和直流電位差技術(shù)來(lái)評(píng)價(jià)超超臨界電站中的過(guò)熱器和再熱器鍋爐管材料在服役環(huán)境條件下的環(huán)境敏感斷裂特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,裂紋擴(kuò)展速率(CGR)隨溫度和溶解氧含量增加而單調(diào)增加。超臨界水中的CGR高于高溫蒸汽中的CGR,表明水蒸氣環(huán)境壓力和超臨界水物性對(duì)裂紋擴(kuò)展有顯著的影響。不同實(shí)驗(yàn)環(huán)境下CGR的變化表明環(huán)境介質(zhì)參與了裂紋擴(kuò)展過(guò)程。采用掃描電鏡對(duì)CT試樣的斷口和斷面進(jìn)行了分析,進(jìn)一步探討了不同介質(zhì)環(huán)境下裂紋擴(kuò)展的機(jī)理。對(duì)Inconel 617的SCC行為進(jìn)行了研究,以評(píng)價(jià)其對(duì)第四代SCW反應(yīng)堆概念設(shè)計(jì)的適用性。在5×10-7s-1的恒應(yīng)變速率下,在0.1～25MPa的650℃過(guò)熱蒸汽和SCW中,進(jìn)行了一系列慢應(yīng)變速率拉伸(SSRT)試驗(yàn),并在干燥的N2氣氛中進(jìn)行了 SSRT試驗(yàn),以比較惰性環(huán)境和有腐蝕環(huán)境下SSRT試驗(yàn)的結(jié)果。所有環(huán)境下試樣都觀察到晶間裂紋。Inconel 617對(duì)SCC有明顯的敏感性。通過(guò)SEM分析,觀察到斷口表面的晶間應(yīng)力腐蝕裂紋占主導(dǎo)地位。進(jìn)一步討論了不同環(huán)境條件對(duì)SCC敏感性的影響。Inconel 617作為700℃超超臨界電站主蒸汽管道的候選材料。在極端的腐蝕介質(zhì)環(huán)境中,金屬材料容易受到腐蝕和疲勞的交互作用。試驗(yàn)研究了最大應(yīng)力強(qiáng)度因子、加載方式和溫度對(duì)Inconel 617在脫氧(10ppb DO)SCW環(huán)境下腐蝕疲勞開(kāi)裂行為的影響。微觀觀察和詳細(xì)分析了腐蝕和疲勞相互作用是CGR變化規(guī)劃,分析了主要影響因素的作用機(jī)理。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM621

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本文編號(hào)：2660305