zr-4合金管与incone1718冲击磨损性能及损伤机理研究

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1、－＾—一：＿＇＾硕士学位论支＿ＭＡＳＴＥＲＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ文题目：ＺＭ合金管与ＩｎｃＱｎｅｌ７１８冲击磨损性能及损伤＿研究学位类别：工学项士．机．：ｒｒ：研究生：一—“—指导老师：任平弟教授—…二…．：中国图书分类号：ＴＨ１１７密级公开国际图书分类号：５３１．４３西南交通大学硕士研宄生学位论文－ｎｃｏｎｅＺｒ４合金管与Ｉｌ７１８冲击磨损性能及损伤机理研究年级二零一二级：姓名：杨凯申请学位级别：工学硕士专业：机械设计

2、及理论指导教师：任平弟教授二零一五年五月ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ；ＴＨ１１７Ｕ．Ｄ，Ｃ：５３１．４３ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｇｙＭａｓｔｅｒＤｅｇｒｅｅＴｈｅｓｉｓＩＭＰＡＣＴＷＥＡＲＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳＡＮＤ－４ＷＥＡＲＭＥＣＨＡＮＩＳＭＯＦＺｒＡＬＬＯＹＴＵＢＥＡＮＤＩＮＣＯＮＥＬ７１８Ｇｒａｄｅ：Ｐｏｓｔｒａｄｕａｔｅ２０１２ｇＣａｎｄｉｄａｔｅ：ＹａｎｇＫａｉＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅＡｐｐｌ

3、ｉｅｄｆｏｒ：ＭａｓｔｅｒＤｅｇｒｅｅＳｐｅｃｉａｌｉｔｙ：ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＤｅｓｉｇｎａｎｄＴｈｅｏｒｙＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＲｅｎＰｉｎｇｄｉＭａ．２０１５ｙ西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本

4、学位论文。本学位论文属于１．保密□，在年解密后适用本授权书；２．不Ｖ保密，适用本授权书。（请在以上方框内打Ｖ）学位论文作者签名：指导教师签名：〈＂＂如曰期：；ｒ年／月６曰曰期：〈月日＞２／ｙ西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：（１）研究方法上采用管／块接触方式，进行干态和水介质下冲击磨损试验研－。宄，能够较真实反映Ｚｒ４合金包壳管的实际运行工况２Ｚｒ－４合金（）不同介质中的冲击磨损机理有着明显的差异，干态条件下，包壳管

5、表面的磨损主要以氧化磨损和疲劳剥落为主，在水介质中，疲劳磨损是Ｚｒ－４合金包壳管的主要损伤机制－４合金包。Ｚｒ壳管在干态下的损伤情况要比水介质中严重。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研宄工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均己在文中作一。了明确说明本人完全了解违反上述声明所引起的切法律责任将由本人承担，文责自负。学位论文作者签名：＇＇、日期：ｙｐｉＳｂ－Ｔ西南交

6、通大学硕士研究生学位论文第Ｉ页摘要Ｚｒ－４合金是水冷动工作过程中会受到复杂力堆燃料棒的包壳材料，燃料包壳管在内外压力的影响，产生的压力差致使包壳管的微幅振动，微幅振动问题是影响核反应一－堆包壳管使用寿命的主要因素之。本文通过模拟冲击磨损试验来揭示Ｚｒ４合金包壳一管损伤机理，为研宄流质振动引发的冲击磨损损伤失效问题提供定理论支持，因此本文研究具有重要的工程应用价值。－５０冲击本文采用ＪＤＴＲＩ磨损试验机，研宄了核电燃料棒包壳管材ＺＭ合金的冲击ｒ－４合金磨损性能及损伤机理。Ｚ管试件与Ｉｎｃ

7、ｏｎｅｌ７１８镍合金平板配副，分别在干态和水介质中，选择冲击频率为１０Ｈｚ，冲击载荷分别为ＩＯＮ、２０Ｎ和４０Ｎ，冲击次数为５５Ｘｘ０：．５１０至ｌＯｌＯ，进行冲击磨损试验。试验结束后采用光镜（０Ｍ，型号－ＯＬＹＭＰＵＳ－ＢＸ６０Ｍ）、ＪＳＭ７００１Ｆ型扫描电子显微镜（ＳＥＭ）、ＣｏｎｔｏｕｒＧＴ光学轮廓仪、电子能谱仪（ＥＤＸ）对磨痕形貌进行微观分析。结果表明：－．．－（１）载荷增大，冲击次数增加，试件Ｚｒ４合金管冲击接触面积和深度逐渐增大，冲击损伤加剧。一２荷载定时、（），冲击次数增加，

8、损伤面磨屑含氧量经历较快增长增速放缓以及基本稳定的变化过程。（３）较大载荷和冲击次数下，随着冲击次数持续增加，冲击磨损的损伤机理主要表现为塑性变形、磨损氧化和疲劳剥落的逐次出现、相互转换和协同作用。－４干态和水介质中的冲击磨损机理有明显差异。干态条件下，Ｚｒ４合金包壳管表（）面的冲击