C-276合金板基于小冲杆试验的材料力学性能研究

摘要

由于小冲杆实验技术对材料性能的检测兼具了无损检测与常规力学性能检测的优点，可以利用小冲杆实验得到载荷-位移曲线与常规拉伸实验得到的数据进行关联，从而达到检测材料力学性能的目的，所以逐步成为了研究热点。国内外对屈服强度和抗拉强度的关联研究已较为成熟，但是绝大部分是对母材的研究，对焊缝的研究上还不够深入。本文选用核电主泵屏蔽套转子和定子材料,着重对其焊缝性能进行研究。考虑到试样断裂的位置，拟将焊缝试样进行不同的处理，一种是焊缝在试样中间，一种是焊缝偏离试样中心一定位置。同时通过与有限元模拟方法的结合，对C-276合金板力学性能进行研究，本文选用的C-276镍基合金板材为核电主泵定子和转子用材，定子薄板0.42mm，转子厚板0.72mm。得到的主要研究成果以及结论如下：
　　(1)自行对小冲杆实验的夹具进行设计并加工，所得到的夹具可以成功的进行实验并且得到较精确合理的实验数据。
　　(2)小冲杆实验与常规拉伸实验在与屈服强度的关联上，当把厚度以0Fy/t这种形式引入到关联式中时更加合理，在与抗拉强度的关联上，把厚度以 Fy/umt0这种形式引入到关联式中时更加合理。
　　(3)有限元模拟实验所得到的载荷位移曲线与实验所得到的载荷-位移曲线类似，都有典型几个阶段。不同的是两者之间的最大载荷值以及最大载荷处对应的位移相差较大。但比较模拟和实验各自的拟合关联方程发现，其拟合系数很相近。
　　(4)常规拉伸实验与小冲杆实验试样的断口分析表明，两种试样的断口均为韧性断裂，有典型的韧窝形貌。模拟结果表明断裂位置偏离试样中心，其中焊缝偏离中心的试样断裂位置为焊缝，同实验一致，同时其关联式也同实验更为接近，这说明利用焊缝偏离中心的试样评价评价材料的力学性能更加合理。

目录

声明

第1章 绪论

1.1研究的背景及意义

1.2 镍基合金的发展及C-276介绍

1.3小冲杆实验概述

1.4有限元模拟在小冲杆技术中的应用

1.5本文的研究内容及总体思路

第2章 实验材料和方法

2.1 试验材料

2.2 拉伸性能测试

2.3 小冲杆试验设计

2.4 金相组织分析

2.5 断口及能谱分析

2.6 本章小结

第3章 常规拉伸试验与小冲杆实验的关联

3.1 常规拉伸试验结果分析

3.2 小冲杆试验与常规拉伸试验的关联

3.3 常规拉伸及小冲杆试验断口分析

3.4 本章小结

第4章 小冲杆实验有限元数值模拟

4.1有限单元法基本理论概述

4.2 Abaqus有限元SPT实验建模

4.3 小冲杆实验模拟结果

4.4本章小结

结论

参考文献

致谢