石油管道和核电金属材料的蠕变行为研究.pdf

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1、申请上海交通大学工程硕士论文石油管道和核电金属材料的蠕变行为研究硕士研究生：韩宁宁学号：1120509092导师：顾剑锋教授副导师：ChedlyBraham教授申请学位：工程硕士学科：材料工程所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2015年5月授予学位单位：上海交通大学DissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterofEngineeringSTUDYONCREEPBEHAVIOROFMETALLICMATERIALSUSEDIN

2、OILPIPELINEANDNUCLEARPOWERCandidate：HANNingningStudentID:1120509092Supervisor：Prof.GUJianfengAssistantSupervisor:Prof.ChedlyBrahamAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MaterialEngineeringAffiliation：MaterialScienceandEngineeringDateofDefence：May

3、,2015Degree-Conferring-Institution：ShanghaiJiaoTongUniversity上海交通大学硕士学位论文石油管道和核电金属材料的蠕变行为研究摘要蠕变是金属材料在恒定载荷下应变随时间增加的现象，金属材料长时间服役易因蠕变损伤导致失效、断裂，造成重大的安全事故，尤其在石油化工、核能、航空航天等领域，零件需在高温、恶劣环境下服役，所以蠕变行为的研究尤为重要。本文以石油管道用钢2205双相不锈钢和316L不锈钢为蠕变试验材料研究了材料在室温下的蠕变行为，并通过对蠕变试验数据进行拟合获得

4、了基于幂定律和对数定律的蠕变本构方程。结果表明，两种定律都能较好描述2205双相钢和316L不锈钢的蠕变行为，能准确地反应室温条件下2205双相钢和316L不锈钢的蠕变变形量ε与应力σ以及时间t的关系。本文以核电用Inconel600合金为试验材料进行了高温蠕变试验，研究了合金的高温蠕变性能，对试验数据的拟合分析后发现，幂定律和对数定律蠕变本构模型均能较好反映Inconel600合金的蠕变试验曲线，但对数定律模型更为精确。对核电压力容器材料A508-3钢在350℃~600℃下的高温蠕变行为进行了研究，得到A508-3在

5、450℃~550℃下蠕变变形量ε与应力σ和时间t的关系式。并计算-1获得A508-3的蠕变激活能Qc（72.999~88.269KJ.mol）。根据Monkman-Grant理论，进一步得到500℃~600℃下A508-3钢稳态蠕变速率?和蠕变断裂时间tr的关系式。关键词：蠕变、不锈钢、镍基Inconel600合金、A508-3钢I上海交通大学硕士学位论文STUDYONCREEPBEHAVIOROFMETALLICMATERIALSUSEDINOILPIPELINEANDNUCLEARPOWERABSTRACTCree

6、pisthephenomenonthatstrainincreaseswiththeloadingtimewhentheloadkeepsconstant.Creepdamageofmetallicmaterialsafterservicingforalongtimewillleadtofailure,ruptureevenseveredisaster,especiallyforthemetalsusedinoilpipeline,nuclearpoweretc,sothestudyoncreepbehavioroft

7、hemetalsisveryimportant.2205dual-phasesteeland316Lsteelarethesteelsoftenemployedinoilpipeline,andthecreepbehaviorofthistwosteelshavebeendiscussedinthisarticle.Thecreepexperimentsof2205dual-phasesteeland316Lsteelhavebeencarriedoutatroomtemperature.Powerlawandloga

8、rithmiclawcanbothwellfitthecreepdeformationbehaviorofthesestainlesssteels.Theequationsthatdescribetherelationbetweencreepstrainε,stressσandtimethavebeenconfirmedfor22