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试谈合金超临界水堆包壳候选材料C276高温蠕变特性中国

收藏本文 2024-04-22 点赞:35525 浏览:160563 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:在第四代核电系统中,超临界水堆由于其更高的经济性和堆芯安全性,受到各国探讨者的广泛关注。但其运转压力为25MPa,冷却剂出口温度在500℃以上,常规压水堆利用的钻合金包壳材料已不能满足其利用要求。材料不足尤其是燃料包壳材料是超临界水堆面对的两大难题之一本论文以包壳候选材料之一镍基合金C276为探讨对象,对其在600℃-750℃/130MPa-500MPa条件下进行高温蠕变试验。考察了应力和温度对蠕变历程的影响;浅析了稳态蠕变速率随应力和蠕变断裂时间的变化规律;揭示了蠕变断裂时间与应力间的联系;并比较了分别由Monkman-Grant经验公式和L-M参数法预测各温度的蠕变寿命的可靠性。采取损伤力学策略对试验数据进行计算浅析,比较了分别由Kachanov和基于θ外推法的Norton蠕变损伤公式计算的损伤因子。结果表明C276具有良好的高温蠕变性能和两种主要的蠕变特性:在600℃各应力下,体现为第二类固溶体蠕变特性;而在650℃、700℃和750℃低应力时体现为第一类固溶体蠕变特性,高应力时体现为第二类固溶体蠕变特性。且600℃低应力水平及650℃、700℃和750℃下的稳态蠕变速率与所施加的应力在双对数坐标系下呈较好的线性联系,但在600℃高应力水平偏离了这种线性联系。在650℃、700℃和750℃下采取Kachanov公式计算的蠕变损伤趋于一致,Norton公式计算表明损伤开始发生在0.3~0.4寿命左右,Kachanov公式计算的损伤因子偏保守。关键词:超临界水堆论文镍基合金C276论文蠕变论文蠕变损伤论文

    摘要5-6

    Abstract6-9

    第1章 绪论9-19

    1.1 课题背景及探讨的目的和作用9-10

    1.2 核电站进展方向10-11

    1.3 超临界水堆及其包壳候选材料11-16

    1.3.1 超临界水堆11-13

    1.3.2 包壳候选材料13-16

    1.4 主要探讨内容16-19

    1.4.1 镍基合金C27616

    1.4.2 课题组对C276的探讨概况16-18

    1.4.3 本论文的主要探讨内容18-19

    第2章 C276高温蠕变试验浅析19-32

    2.1 金属材料蠕变现象19-22

    2.1.1 蠕变曲线19-20

    2.1.2 高温蠕变论述与机制20-22

    2.1.3 固溶体合金蠕变的基本特点22

    2.2 试验材料及策略22-24

    2.2.1 试验材料22-23

    2.2.2 试验策略23-24

    2.3 蠕变试验曲线浅析24-27

    2.4 蠕变试验数据浅析27-31

    2.4.1 稳态蠕变速率与应力的联系27-29

    2.4.2 稳态蠕变速率与蠕变断裂时间的联系29

    2.4.3 应力与综合断裂参量的联系29-31

    2.5 本章小结31-32

    第3章 C276蠕变损伤浅析32-44

    3.1 蠕变损伤及其模型概述32-34

    3.1.1 蠕变损伤力学概述32

    3.1.2 蠕变损伤的物理本质32-34

    3.1.3 蠕变损伤模型概述34

    3.2 蠕变损伤论述模型34-36

    3.2.1 基于Kachanov损伤论述的蠕变损伤公式34

    3.2.2 基于Norton公式的蠕变损伤公式34-35

    3.2.3 θ外推法35-36

    3.3 试验结果及浅析36-43

    3.3.1 Kachanov公式常数的确定36-38

    3.3.2 基于θ外推法的Norton蠕变损伤38-42

    3.3.3 Norton蠕变损伤与Kachanov蠕变损伤的比较42-43

    3.4 本章小结43-44

    第4章 C276与几种反应堆常用材料蠕变性能比较44-49

    4.1 几种反应堆常用材料介绍44-45

    4.1.1 反应堆常用镍基合金44-45

    4.1.2 反应堆常用奥氏体不锈钢45

    4.2 蠕变性能比较45-48

    4.3 本章小结48-49

    第5章 结论与展望49-50

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