發(fā)布時間：2020-05-12 13:44

【摘要】：材料在應力和腐蝕環(huán)境共同作用下引起材料力學性能的下降,發(fā)生過早脆性斷裂的現(xiàn)象稱為環(huán)境加速斷裂。環(huán)境和應力共同作用下材料發(fā)生的破壞,常比它們的單獨作用或二者的疊加更為嚴重,因為環(huán)境與應力的協(xié)同作用可以相互促進,加速材料的破壞。通過開展一系列實驗來評價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。主要開展了電站候選材料的腐蝕開裂行為和腐蝕疲勞行為試驗研究。完成了奧氏體不銹鋼TP347HFG在超臨界水環(huán)境中的應力腐蝕開裂行為研究,完成了鎳基合金Inconel 617在應力腐蝕開裂和腐蝕疲勞行為測試。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TP347HFG奧氏體鋼進行了應力腐蝕開裂試驗,在測試中使用恒定應力強度因子法和直流電位差技術來評價超超臨界電站中的過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。實驗結果表明,裂紋擴展速率(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裂紋擴展有顯著的影響。不同實驗環(huán)境下CGR的變化表明環(huán)境介質(zhì)參與了裂紋擴展過程。采用掃描電鏡對CT試樣的斷口和斷面進行了分析,進一步探討了不同介質(zhì)環(huán)境下裂紋擴展的機理。對Inconel 617的SCC行為進行了研究,以評價其對第四代SCW反應堆概念設計的適用性。在5×10-7s-1的恒應變速率下,在0.1～25MPa的650℃過熱蒸汽和SCW中,進行了一系列慢應變速率拉伸(SSRT)試驗,并在干燥的N2氣氛中進行了 SSRT試驗,以比較惰性環(huán)境和有腐蝕環(huán)境下SSRT試驗的結果。所有環(huán)境下試樣都觀察到晶間裂紋。Inconel 617對SCC有明顯的敏感性。通過SEM分析,觀察到斷口表面的晶間應力腐蝕裂紋占主導地位。進一步討論了不同環(huán)境條件對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。試驗研究了最大應力強度因子、加載方式和溫度對Inconel 617在脫氧(10ppb DO)SCW環(huán)境下腐蝕疲勞開裂行為的影響。微觀觀察和詳細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理。
【學位授予單位】：華北電力大學(北京)
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM621

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