冶金复合双金属管界面力学性能的研究

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1、分类号：!鱼!!§UDC：32工学硕士学位论文鳃嬲密级：——单位代码：!QQ2鱼冶金复合双金属管界面力学性能研究作者姓名指导教师申请学位级别学科专业所在单位授予学位单位：李春强：郑立允教授：工学硕士：机械设计及理论：机电工程学院：河北工程大学ADissertationSubmittedtoHebeiUniversityofEngineeringFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringStudyontheinterfacemechanicalPropertiesofM

2、etallurgicalCompositeBimetallicTubeCandidate：LiChunqiangSupervisor：Prof．ZhengLiyunAcademicDegreeAppliedforSpecialtyCollege／Department：MasterofEngineering：MechanicalDesignandTheory：CollegeofElectricalandMechanicalEngineeringHebeiUniversityofEngineeringMaY，2

3、012．，，独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得河北工程大鲎或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：魂耜气饬签字日期：山／2年／月／日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解塑皇垦墨堡盎堂有关保留、使用学位论文的

4、规定。特授权塑兰堡墨堡盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：力稚飞逛签字同期：划年多月／同导师签名：关f；杰缸签字R期：2口肛年6月IF1摘要冶金复合双盒属管是一种全新的双金属产品，它采用非塑性成型的方法，把初级工业材料和高技术的冶金处理过程结合起来，采用离心浇铸管坯经挤压、冷轧(或冷拔)的生产方式，获得高品质的双金属

5、管材。这种新型复合管材可以是一般普通碳钢与不锈钢、一般不锈钢与高品质不锈钢的复合，也可以是任何钢种与镍、铬、钼合金的复合，还可以根据用户要求或实际需求实现多种金属的多层复合。冶金复合双金属管可广泛用于石油、化工、海洋平台等强腐蚀环境，也可通过内层复合耐磨金属，从而满足电厂粉煤、矿山矿粉和尾矿浆输送等高磨损工作环境的要求。本文以冶金复合双金属管X60／Incoloy825为研究对象，首先从裂纹尖端场入手，对／积分和HRR场理论进行了阐述，分析了裂纹尖端附近的奇异应力场，并对断裂准则进行了评判；其次，对材料进行

6、力学性能实验，测出了冶金复合双金属X60／Incoloy825的布氏硬度、冲击韧度以及基本力学性能参数；第三，对冶金复合双金属X60／Incoloy825进行金相组织观察和拉伸断口扫描电镜分析，结果表明，冶金复合双金属管基层和覆层之间具有较强的界面结合强度，过渡层实现了完全的冶金结合；第四，通过有限元分析软件ABAQUS，得出冶金复合双金属管在弹性状态、弹塑性状态和塑性状态下的应力变化情况，同时获得了冶金复合双金属管X60／Incoloy825在塑性极限状态下的极限内压力，与基层金属相比，由于冶金复合双金属

7、管具有完全冶金结合的过渡层，所以其耐压能力提高了2倍多；第五，通过对冶金复合双金属管X60／Incoloy825的拱型三点弯曲试样进行有限元分析，得出了双金属复合管的动态断裂过程以及d-Aa曲线，同时得出冶金复合双金属管X60／Incoloy825的应力强度因子局随裂纹扩展的变化过程，并计算出其断裂韧度值。通过对断裂韧度的计算，可用于评估含裂纹双金属管的承载能力，同时可评估在一定工作应力的基础上双金属管能允许的最大裂纹尺寸。通过该方法，为同类双金属复合管的质量验收提供了一种可行性标准。关键词：冶会复合双金属

8、管；界面力学；断裂力学；裂纹；有限元分析．一垒!璺!垒!!一—一———————————————————————————————————————————————————————一——AbstractMetallurgicalcompositebimetallictubeiscompletelyanewproduct，whichproductedbynon．plasticmoldingandcombinesthepr