聚变应用钒合金的力学行为及氢的影响

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1、两华人学硕士学位论文Y906790聚变应用钒合金的力学行为及氢的影响材料学研究生从慧指导教师刘锦云副教授、谌继明研究员摘要作为聚变堆的候选结构材料，钒合金的高温强度，热能应力因子以及中子辐照低活化性能等等，相比铁索体／马氏体钢更优良。现今它lF作为一种新型的工程材料而受到人们的普遍关注，尤其是在热核反应堆中的应用。在国外，己被认为是较理想的反应堆内壁材料。钒合金具有高的蠕变强度，町以承受比不锈钢高4～7倍的热负荷。它对环境的损害小，具有长期稳定的低放射性、低的衰变热、低的接触放射剂量，并可回收利崩，显示出了良好的安全性以及环境上的优势。此外钒合金与液态金属起好的相溶性，不与碱金属

2、(如锂等)反应，它摄有可能应用于液态金属冷却系统中。钒合余还具有良好的加丁性能，它可以被轧成薄片，挤压成管状及进行焊接。钒合金与间隙杂质H、O、N、C等有相对高的亲台力，这是钒合金应用的一个主要问题，氢脆及氢致硬化仍是氢对钒合金应用的影响的重要问题。为了进一步探索含氢钒合会在工程应用中的力学性能，本论文选用了两种成分的钒合金，一部分进行气相渗氢，另一部分不渗氢，然后对他们进行了力学性能测泼及断口形貌分析，研究了氢对钒合金的影响，探讨了无氢及含氧的钒合金分别在0i同拉伸速率、不同恒载时间以及在不同外加应力F的拉伸性能，通过对实验前后钒合金中氢含量的测量以及对钒合金拉伸性能参数的分析

3、，研究r试样中氢的变化以及对钒合金力学性能的影响，还观察了渗氢酊后断口的微观形貌。西华大学硕士学位论文实验结果表明：氢的加入，会产生氢致硬化，使钒合金的强度增加，韧性降低，断口的观察也证明了氢的加入增强了脆性断裂。氢的含量同样影响着强度的增加量。含氢钒合金在使用过程中，要受到外加应力的作用，外加应力对钒合金中氢行为的影响，也将使钒合金的力学性能发生变化。在拉伸试验过程中，氢又会从试样中释放出来，并且在高应力作用下，含氢试样会发生室温蠕变。这些现象都说明了钒合会在工程使用过程中，氢能致使合金材料的强度升高，然而在服役过程中，氢又能导致其弹性性质改变和强度水平的不稳定，给合金部件带来

4、附加的安全隐患。这就需要我们不断的研究了解并避免这些安全隐患。关键词：钒合金；氢：室温蠕变；力学性能：断口形貌MechanicalperformancesandeffectsofhydrogenontheVanadiumaUoysasfUsionreactormateriaIsMajorinMaterialScienceGraduateCongHuiSuperVisorViceProf．LiuJinyun．Dr．ChenJimingAbstractVanadiumallovsafebetteTthanfeHitic，matensiticasat“actiVecandidatema

5、terialsforneutroninteractivestructuralcomponeⅡtsoffusionene唱ysystem，becauseoftheifhighlemperaturestrength，highthermalstressfac‘or，lowactjvationforneutronirfadiationandsoon．NowjtwouldbeattcntionasanewkindofengineeringmateriaL，especiaIlyforusinginthermalreactors．VanadiumaJlovisconsidefedasoneon

6、heperfectwanma￡erials《如sjonreactoLVanadiumalloyscanwithsIandhigheIheatloadthanstainJesssteelbecauseofhighercreepstrength．nhaslessimpactonenVifonment，lowTadioactivit舅lowdecayheatandIowcontactradiationdoseratefoflongIjme，andiIcanfecycIe．Thes。propefliesoffcritgood5afcty8ndfriendlyenvironmeⅡtalfe

7、atures．Fu“hermore，VanadiumalloyshavegoodcompatibmtywithliquidmeIal，donot佗actwithalkalimetal，so“islikelytobeusedincoolingsyslemwithliquidmetalfIuid．vanadiumalloyshav。goodmachiningperformance；itcanberolIedintosheets，extrudedastubeandweIded．1lis