模擬結(jié)果表明,隨著夾具拘束距離從8mm增加到20mm, 雙金屬復(fù)合耐磨鋼板焊接縱向撓曲變形及橫向收縮變形均表現(xiàn)為近似線性增大的趨勢,特別是雙金屬復(fù)合耐磨鋼板焊接橫向收縮變形增加了將近3.6倍,而減小夾具拘束距離可以控制焊接殘余變形。該模型較準(zhǔn)確地模擬了薄板脈沖激光焊接溫度場及殘余變形,為抑制薄板焊接變形提供了理論和實驗依據(jù)。

考察了應(yīng)力和溫度對蠕變過程的影響；分析了穩(wěn)態(tài)蠕變速率隨應(yīng)力和蠕變斷裂時間的變化規(guī)律；揭示了蠕變斷裂時間與應(yīng)力間的關(guān)系；并比較了分別由Monkman-Grant經(jīng)驗公式和L-M參數(shù)法預(yù)測雙金屬復(fù)合耐磨鋼板各溫度的蠕變壽命的可靠性。

在第四代核電系統(tǒng)中,超臨界水堆由于其更高的經(jīng)濟性和堆芯安全性,受到各國研究者的廣泛關(guān)注。但其運行壓力為25MPa,冷卻劑出口溫度在500℃以上,常規(guī)壓水堆使用的鉆合金包殼材料已不能滿足其使用要求。材料問題尤其是燃料包殼材料是超臨界水堆面臨的兩大難題之一本文以包殼候選材料之一鎳基雙金屬復(fù)合耐磨鋼板為研究對象,對其在600℃-750℃/130MPa-500MPa條件下進行高溫蠕變試驗。

                                      堆焊雙復(fù)合耐磨鋼板

為了揭示夾具拘束距離對0.5mm厚雙金屬復(fù)合耐磨鋼板薄板脈沖激光焊接變形的影響,基于有限元軟件ANSYS建立了三維熱力耦合有限元模型。采用位移約束假設(shè)代替實際夾具的拘束作用,研究了夾具拘束距離對雙金屬復(fù)合耐磨鋼板焊接縱向撓曲變形及橫向收縮變形的影響規(guī)律。實驗測量了雙金屬復(fù)合耐磨鋼板焊接熱循環(huán)曲線和殘余變形,驗證了所建立有限元模型的可靠性。

雙金屬復(fù)合耐磨鋼板在650℃、700℃和750℃下采用Kachanov公式計算的蠕變損傷趨于一致,Norton公式計算表明損傷開始發(fā)生在0.3～0.4壽命左右,Kachanov公式計算的損傷因子偏保守。采用損傷力學(xué)方法對試驗數(shù)據(jù)進行計算分析,比較了分別由Kachanov和基于θ外推法的Norton蠕變損傷公式計算的損傷因子。結(jié)果表明雙金屬復(fù)合耐磨鋼板具有良好的高溫蠕變性能和兩種主要的蠕變特性：在600℃各應(yīng)力下,表現(xiàn)為第二類固溶體蠕變特性；而在650℃、700℃和750℃低應(yīng)力時表現(xiàn)為第一類固溶體蠕變特性,高應(yīng)力時表現(xiàn)為第二類固溶體蠕變特性。且600℃低應(yīng)力水平及650℃、700℃和750℃下的穩(wěn)態(tài)蠕變速率與所施加的應(yīng)力在雙對數(shù)坐標(biāo)系下呈較好的線性關(guān)系,但在600℃高應(yīng)力水平偏離了這種線性關(guān)系。