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- 耐事故燃料包壳用FeCrAl合金的高温蠕变行为及变形机制
- 2025年
- FeCrAl作为一种高温耐腐蚀合金,是核反应堆耐事故燃料包壳的重要候选材料。采用蠕变试验和扫描电子显微镜技术,对FeCrAl合金开展了高温蠕变性能及蠕变前后材料微观结构变化的研究,探讨了该合金的高温蠕变主导机制。结果表明:当温度和应力较低时,蠕变过程中大晶粒会被诱导吞没小晶粒,蠕变后小角度晶界比例减少;但高温或高应力条件下位错在晶体内大量增殖,小角度晶界数量显著增多;在试验条件范围内,随着应力的升高,蠕变机制由晶界滑移转变为位错运动主导;随着温度的上升或者晶粒尺寸的减小,位错运动启动的临界应力有所降低,位错密度显著升高,该合金高温抗蠕变性能随之减弱。温度、应力和晶粒尺寸是影响合金高温蠕变行为的主要因素,蠕变前后材料织构无显著差异。高应力下蠕变机制以位错运动为主导,温度越高或者晶粒尺寸越小,位错运动开始的临界应力越小。
- 崔健白文秀姚欢武俊梅巫英伟陈平
- 关键词:蠕变机制
- 选区激光熔化成形Al-Si-Fe-Mn-Ni合金的高温蠕变行为
- 2025年
- 高温蠕变性能是评价耐热铝合金材料性能的关键指标,是衡量其在高温环境中能否长期稳定应用的重要依据。本工作采用选区激光熔化技术制备了一种新型Al-9Si-3Fe-2Mn-Ni(质量分数,%)合金。通过单轴拉伸蠕变实验研究了该合金在变形温度300~400℃和加载应力33~132 MPa条件下的蠕变行为。结果表明,合金在实验条件下具有良好的蠕变性能。应力指数在6.4~13.6之间,并随温度的升高而降低,蠕变变形过程受位错蠕变机制控制。在低于350℃时,合金内连续的Al-Si共晶网络通过载荷传递行为降低总应力水平,大体积分数的金属间化合物(IMC)通过Orowan机制进行强化。随着温度的升高,Al-Si共晶组织发生破碎和溶解,IMC和分散Si相起主要强化作用。较高的加载应力可增加合金内的位错滑移系,加剧位错与析出相的相互作用,促进合金失稳与变形,从而降低蠕变寿命。
- 韩英吴雨航赵春禄张靖实李振民冉旭
- 关键词:选区激光熔化蠕变行为
- 基于小样品测试氧化物弥散强化HT9钢在650℃下的高温蠕变行为
- 2025年
- 氧化物弥散强化钢(ODS)由于其具有较好的高温性能和辐照性能,已成为先进核能系统候选材料。由于其采用粉末冶金的制备工艺,材料多为细晶或超细晶组织。这类细晶材料的高温蠕变行为机制较为复杂,晶粒尺度和弥散强化粒子对蠕变行为的影响缺乏深入认识。本文以氧化物弥散强化钢HT9-ODS和参比HT9钢为研究对象,选取典型的快中子反应堆服役温度650℃为实验温度,利用小尺寸样品进行了应力区间为80~180 MPa的蠕变试验。研究了HT9-ODS钢在高温下的蠕变行为,发现在应力高于100 MPa时,弥散颗粒通过钉扎位错使应力集中,高应力条件下的晶界滑动促进裂纹的萌生聚合,晶界滑动起主导作用;在应力降低到80 MPa时,晶界滑动作用下降,弥散颗粒阻碍位错运动,HT9-ODS钢蠕变寿命远长于参比HT9钢。
- 程硕李世江龚翱翔赵磊佟振峰
- 关键词:氧化物弥散强化蠕变
- 中温变形对2.25Cr-1Mo-0.25V钢蠕变行为及组织演化的影响
- 2025年
- 2.25Cr-1Mo-0.25V钢制厚壁结构广泛应用于石油化工、能源电力等领域,如加氢反应器主体、核反应堆管道等。由于长期服役于高温高压环境,蠕变破坏是2.25Cr-1Mo-0.25V钢制厚壁结构最主要的失效模式之一,而中温变形作为其关键制造技术对2.25Cr-1Mo-0.25V钢的蠕变性能具有重要影响。为探明中温变形对2.25Cr-1Mo-0.25V钢蠕变性能与组织演化的作用规律,通过650℃拉伸预变形,482℃/350 MPa蠕变试验,OM、SEM、TEM、EDS、EBSD、3Dμ-XCT等测试手段,研究了0~10%内不同应变量的中温变形对2.25Cr-1Mo-0.25V钢蠕变断裂寿命、微观组织结构及蠕变期间碳化物、晶粒形貌、Schmid因子、孔洞损伤等组织演化的影响规律。蠕变试验结果表明,中温变形会明显削弱2.25Cr-1Mo-0.25V钢的蠕变性能,且随应变量从0增加到10%,2.25Cr-1Mo-0.25V钢的蠕变断裂寿命从989 h单调下降至57 h,降幅达95%。组织表征结果表明,中温变形会促使2.25Cr-1Mo-0.25V钢内碳化物发生粗化,且其粗化程度随应变量增加而增大。此外,中温变形也加剧2.25Cr-1Mo-0.25V钢蠕变期间的组织退化,主要表现为482℃、350 MPa条件下碳化物更易长大、粗化和偏聚,晶粒硬度下降且更早出现塑性变形,孔洞损伤发展更快。分析认为,中温变形加速2.25Cr-1Mo-0.25V钢蠕变失效的主要原因是其碳化物热稳定性降低,削弱了固溶强化和沉淀强化效果,同时更多软取向晶粒形成,加剧了碳化物与周围基体的塑性响应不匹配,为位错运动与蠕变孔洞萌生提供了有利条件。该研究可为2.25Cr-1Mo-0.25V钢制厚壁结构长期服役完整性评价提供一定的理论指导。
- 李尤黄淞陈志平
- 关键词:2.25CR-1MO-0.25V钢蠕变断裂厚壁结构钢铁材料
- 用于改善化学锚的蠕变行为的叔胺
- 本发明涉及叔胺在环氧树脂组合物中用于改善由该环氧树脂组合物制造的化学锚的蠕变行为的用途。
- A-M·马丁-拉桑塔N·贝伦斯
- TiZrHfCuBe高熵非晶合金室温压痕蠕变行为
- 2025年
- 利用纳米压痕技术研究了TiZrHfCuBe高熵非晶合金在不同加载速率和峰值载荷下的蠕变行为,研究结果表明:该合金在保载阶段和卸载阶段均产生蠕变位移,且加载速率越大,蠕变位移越小,峰值载荷越大,蠕变位移越大;该合金的应变率随时间增加,先迅速下降,且加载速率越小下降越快,后逐渐达到稳定状态,最终所有曲线逐渐趋于0.0094;加载速率和峰值载荷越大,合金蠕变应力指数也越大,说明加载速率和峰值载荷较高时,样品的蠕变抗力越高,蠕变性能更好,但是加载速率对蠕变应力指数的影响相较于峰值载荷更为明显。
- 王一凡谢心怡郝钰宁安阳李炎森
- 关键词:纳米压痕蠕变行为应力指数
- 纳米晶钼蠕变行为的原子级模拟研究
- 2025年
- 钼(Mo)合金因具有优异的性能,被广泛用于高温环境。其中,蠕变性能是高温环境用材料的重要性能之一。本文采用分子动力学模拟方法,研究了纳米晶Mo的蠕变行为,通过模拟不同晶粒尺寸的纳米晶Mo在不同温度和应力条件下的拉伸蠕变行为,分析了晶粒尺寸、施加应力及温度对蠕变的影响。研究结果表明,温度升高、应力增加均会加速蠕变过程,同时晶粒尺寸较小时蠕变现象更明显。通过对蠕变过程中的原子位置进行可视化分析,发现位错密度和晶粒在蠕变过程中均未发生明显变化,但原子的近邻位置环境会发生变化,这是由空位沿晶界扩散引起的。在本文所采用的模拟条件下,模拟结果表明,Coble蠕变是引起纳米晶Mo变形的主要机制。本文为理解纳米晶Mo在温度条件为800~1400 K下的蠕变机制提供了依据,对于纳米晶Mo在核工业设计中的潜在应用至关重要。
- 倪伟轩贾丽霞豆艳坤贺新福曹金利王东杰杨文
- 关键词:蠕变行为分子动力学模拟晶界扩散
- 一种γ'/γ''相强化镍基高温合金的蠕变行为
- 2025年
- 镍基高温合金由于其优异的抗氧化抗腐蚀性能以及良好的组织稳定性,广泛应用于航空航天发动机中涡轮盘等关键热端部件以及超超临界电站的耐热材料。γ'以及γ''相作为镍基高温合金中主要强化相,在合金中发挥重要的强化作用。本工作研究了750℃、120 MPa条件下,不同形貌特征的γ'和γ''相强化镍基高温合金的蠕变行为。结果表明,合金中γ'和γ''相尺寸变化会导致蠕变变形行为和蠕变性能的改变。合金析出细小γ'/γ''相时,仅少量位错切入γ'/γ''相,并形成贯穿γ基体和γ'/γ''相的连续层错,合金蠕变性能较差;随着γ'/γ''相尺寸增加,位错易切入γ'相,并在γ'相中形成层错,蠕变性能显著提升;γ'相尺寸继续增大,位错在γ/γ'界面堆积,呈环状包裹γ'相,导致合金蠕变性能降低。晶界附近析出的有害Laves相会弱化晶界;在晶界处析出适量的η/δ相能够提高晶界强度,抑制裂纹扩展,显著提高合金的蠕变寿命;而晶内析出的粗大η/δ相则为裂纹形核提供有利位置,加速合金失效。
- 周生玉胡明昊李冲丁海民郭乾应刘永长
- 关键词:镍基高温合金蠕变行为位错
- 水热处理温度对马尾松早材与晚材拉伸蠕变行为的影响
- 2025年
- 在不同温度水平下开展饱水马尾松(Pinus massoniana)同一生长轮内早材与晚材拉伸蠕变行为的对比研究,在生长轮尺度上揭示饱水木材的拉伸蠕变特性,并运用Burger模型对饱水早材与晚材的拉伸蠕变特性进行模拟预测。结果表明:任一温度水平下,无论沿轴向还是弦向拉伸时,饱水早材比晚材更易发生瞬时弹性变形与黏弹变形;在30~80℃温度范围内,饱水早材与晚材的瞬时弹性变形受温度影响不显著,黏弹变形随温度的升高而增大,且晚材的黏弹变形对温度变化较为敏感,拉伸蠕变初始阶段所需时间较短。Burger模型可以模拟饱水早材与晚材沿轴向与弦向的拉伸蠕变过程,拟合的决定系数(R2)大于0.956。
- 黄鹤李珠蒋佳荔李媛
- 关键词:早材晚材温度
- Mg-6Zn系变形镁合金的拉伸性能及蠕变行为研究
- 镁合金凭借其轻质特性,在新能源汽车、低空经济以及国防等领域有着广阔的应用前景。其中,变形镁合金是由铸态坯料经一系列热处理和塑性加工后获得,相较于铸态合金,其强度和塑性均可实现大幅提升,更能体现出镁合金轻质高强的应用优势。...
- 英玉磊
- 关键词:镁合金蠕变准晶位错
相关作者
- 田素贵

- 作品数:229被引量:665H指数:14
- 供职机构:沈阳工业大学材料科学与工程学院
- 研究主题:蠕变 单晶镍基合金 蠕变行为 镍基单晶合金 镍基合金
- 郭建亭

- 作品数:408被引量:1,710H指数:23
- 供职机构:中国科学院金属研究所
- 研究主题:金属间化合物 NIAL 合金 力学性能 高温合金
- 钱本江

- 作品数:25被引量:94H指数:6
- 供职机构:沈阳工业大学材料科学与工程学院
- 研究主题:单晶镍基合金 蠕变行为 镍基单晶合金 蠕变 RE
- 于莉丽

- 作品数:21被引量:69H指数:5
- 供职机构:沈阳工业大学
- 研究主题:镍基单晶合金 蠕变行为 蠕变 单晶镍基合金 镍基合金
- 谢君

- 作品数:29被引量:96H指数:6
- 供职机构:沈阳工业大学
- 研究主题:蠕变行为 蠕变 FGH95合金 FGH95 组织形貌