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超临界水堆候选包壳材料C276合金的高温力学性能和辐照性能研究

作　者: 李婷
导　师: 安江英
学　校: 华北电力大学
专　业: 材料学
关键词: C276 高温力学性能 蠕变疲劳 辐照性能
分类号: TL341
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 90次
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内容摘要


论文依托973计划项目“超临界水堆关键科学问题基础研究”,对超临界水堆候选包壳材料C276合金开展高温力学性能和抗辐照性能的研究。首先评价了C276合金的高温力学性能,利用扫描电镜及X射线衍射仪等分析仪器研究了C276合金的高温强化机理及蠕变疲劳损伤机制。然后对C276合金进行Xe重离子、质子及多束粒子辐照,利用纳米硬度仪、透射电镜、拉曼成像仪等仪器,研究了C276合金的抗辐照性能。结果表明：在高温强化机理方面,C276合金在500℃～650℃下优越的高温拉伸强度有固溶强化以及可能的孪晶强化的作用,在650℃及130～500MPa应力水平条件下优越的持久强度有固溶强化及沉淀强化的作用。在蠕变疲劳交互作用研究方面,发现保持时间的引入对疲劳寿命的影响与应变幅的大小相关：在较低的应变幅(0.35%～0.4%)下,引入保持时间,有微裂纹和空洞形成,疲劳寿命降低；在较高的应变幅(0.45%～0.5%)下,引入保持时间,造成微裂纹和空洞的焊合,疲劳寿命不降反升。在抗辐照性能方面：在质子及多束粒子辐照下,合金发生辐照硬化和偏析现象；在Xe离子辐照下,合金的纳米硬度受温度和辐照剂量的影响,并有明显的辐照肿胀现象。综合以上结果,C276合金良好的高温强度来自于固溶强化、孪晶强化及沉淀强化对共同作用。但是,C276合金抗质子、离子辐照的性能较差。C276合金是否能够应用于超临界水堆包壳,还需要进一步深入研究。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章 绪论  10-23
  1.1 课题背景及研究目的  10
  1.2 C276合金的研究概况  10-12
  1.3 镍基合金的高温力学性能  12-18
    1.3.1 高温拉伸  12-13
    1.3.2 蠕变  13-14
    1.3.3 高温低周疲劳  14-16
    1.3.4 蠕变疲劳  16-18
  1.4 镍基合金的辐照性能  18-21
    1.4.1 纳米硬度  19
    1.4.2 Raman光谱  19-20
    1.4.3 透射电子显微分析  20-21
    1.4.4 镍基合金的辐照性能研究现状  21
  1.5 本课题的主要研究内容  21-23
第2章 试验材料和方法  23-30
  2.1 试验材料  23
  2.2 高温力学性能试验  23-26
    2.2.1 高温拉伸试验  23-24
    2.2.2 持久强度试验  24
    2.2.3 高温低周疲劳试验  24
    2.2.4 高温蠕变疲劳交互试验  24
    2.2.5 显微结构分析方法  24-26
  2.3 辐照试验  26-30
    2.3.1 质子辐照试验  26-28
    2.3.2 Xe离子辐照试验  28-30
第3章 C276合金的高温拉伸及蠕变  30-40
  3.1 高温拉伸强度  30
  3.2 高温拉伸强度显微分析  30-34
    3.2.1 晶粒尺寸测量结果  30-31
    3.2.2 断口附近截面的显微组织  31-34
  3.3 高温拉伸断裂行为  34
  3.4 持久强度  34-39
  3.5 本章小结  39-40
第4章 C276合金的高温低周疲劳行为  40-47
  4.1 循环应力响应行为  40-41
  4.2 应变疲劳寿命  41-43
  4.3 疲劳断裂机制  43-46
  4.4 本章小结  46-47
第5章 C276合金的蠕变疲劳行为  47-61
  5.1 力学性能  47-50
    5.1.1 循环应力响应行为  47-49
    5.1.2 蠕变疲劳寿命  49-50
  5.2 显微组织  50-56
    5.2.1 断口形貌  50-55
    5.2.2 截面观察  55-56
  5.3 讨论  56-59
    5.3.1 循环硬化  56-57
    5.3.2 蠕变疲劳寿命  57-59
    5.3.3 损伤机制  59
  5.4 本章小结  59-61
第6章 C276合金的辐照性能  61-72
  6.1 质子及多束粒子辐照  61-66
    6.1.1 辐照硬化  61-62
    6.1.2 辐照偏析  62-65
    6.1.3 辐照肿胀  65-66
  6.2 XE离子辐照  66-71
    6.2.1 微观力学性能  66-70
    6.2.2 微观组织  70-71
  6.3 本章小结  71-72
第7章 结论与展望  72-73
参考文献  73-77
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果  77-78
攻读硕士学位期间参加的科研工作  78-79
致谢  79-80
作者简介  80

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中图分类: > 工业技术 > 原子能技术 > 核反应堆工程 > 反应堆材料及其性能 > 结构材料
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