Page 24 - 理化检验-物理分册2019年第五期
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李心刚, 等: Z６CNT１８Ｇ１０ 奥氏体不锈钢扩散管在蒸汽疏水环境中的疲劳开裂特征


            裂纹萌生是整个过程最重要的阶段, 一般是由应力                                 MaterialsScienceand En g ineerin g : A , ２００８ , ４９０ ( １ /
            集中引起的, 常见的裂纹萌生方式包括滑移带开裂,                                ２ ): １６Ｇ２５．
            晶界或孪晶界开裂, 夹杂物、 相界或第二相与基体的                           [ ３ ]   徐松, 吴欣强, 韩 恩 厚, 等 ．３１６Ti不 锈 钢 在 模 拟 核 电
                                                                    高温高压水中的腐蚀疲劳裂纹断口研究[ J ] ． 中国腐
            界面开裂.其中, 滑移带开裂是材料疲劳裂纹萌生
                                                                    蚀与防护学报, ２０１０ , ３０ ( ２ ): １１９Ｇ１２３．
            最为常见的方式.滑移带的形成一般需经历 ３ 个过
                                                                [ ４ ]   巴发海, 薛宇 ． 热交换器不锈 钢 管 泄 漏 原 因 分 析[ J ] ．
            程: 首先是由于材料塑性变形未发生回复, 产生滑移
                                                                    理化检验( 物理分册), ２０１６ , ５２ ( ６ ): ４１５Ｇ４２１．
            线; 随着滑移线的不断增多与积累, 形成滑移带; 当
                                                                [ ５ ]   何朋非, 李登科, 周梦保 ．SUS３０４ 不锈钢三通裂纹产
            加载周期不断增多时, 滑移带会因位错、 层错等微观                               生原因分析[ J ] ． 理化检验( 物理分册), ２０１８ , ５４ ( １ ):
            缺陷的逐渐积累而无法回复, 并最终形成驻留滑移                                 ７１Ｇ７３．
            带.驻留滑移带在金属表面或内部驻留下来, 无法                             [ ６ ]   邹章雄, 金少申, 刘昌禄, 等 ． 奥氏体不锈钢压力管道
            通过抛光等方法消除; 相反地, 一般的滑移带能用机                               的应力腐蚀 开 裂 及 预 防[ J ] ． 理 化 检 验 ( 物 理 分 册),
            械抛光、 电解腐蚀等方法消除.疲劳裂纹往往萌生                                 ２０１５ , ５１ ( １０ ): ７２１Ｇ７２４．
            于这些驻留滑移带发生应力集中处, 一旦驻留滑移                             [ ７ ]   张晓晖, 余成长 ． 电厂疏水管路失效原因分析及改进
                                                                    [ J ] ． 华北电力大学学报( 自然科学版), ２０１２ , ３９ ( １ ):
            带在材料中大量形成, 疲劳裂纹萌生的可能性将大
                                                                    ９９Ｇ１０４．
            大增加    [ １３Ｇ１５ ] .在该开裂扩散管中, 已开裂裂纹附近
                                                                [ ８ ]   周春林, 于洪 ． 汽 轮 机 主 蒸 汽 疏 水 管 爆 管 失 效 分 析
            发现了大量的驻留滑移带, 这些滑移带的形成就是
                                                                    [ J ] ． 管道技术与设备, ２０１３ ( ６ ): ２０Ｇ２１．
            裂纹潜在的裂纹源区, 而已形成的裂纹应是滑移带
                                                                [ ９ ]  KAMAYA M．Assessmentofthermalfati g uedama g e
            形成最为严重的区域.                                              causedb y localfluidtem p eraturefluctuation ( PartI :
                 疲劳裂纹的扩展过程按裂纹扩展的形态可以分                               Characteristicsofconstraintand stress caused b y
            为两个阶段.裂纹扩展的第一阶段在断口上留下痕                                  thermalstriation and stratification )[ J ] ．Nuclear
            迹较少或不明显, 而第二阶段往往在断口上留下河                                 En g ineerin gandDesi g n , ２０１４ , ２６８ ( １ ): １２１Ｇ１３８．
            流样的平行带状花纹, 即“ 疲劳条带”, 在疲劳断口上                        [ １０ ]  HAYASHI M , ENOMOTO K , SAITO T , et al．
            可以通过比较相邻疲劳条带之间的间距来判断裂纹                                  Develo p ment ofthermalfati g ue testin g a pp aratus
            扩展速度的大小, 间距越大, 裂纹扩展越快.该开裂                               with BWR waterenvironmentandthermalfati g ue
                                                                    stren g thofausteniticstainlesssteels [ J ] ．Nuclear
            扩散管断口观察到的疲劳条带间距均不超过 １ μ m ,
                                                                    En g ineerin gandDesi g n , １９９８ , １８４ ( １ ): １１３Ｇ１２２．
            一般仅为数百纳米, 说明该扩散管的疲劳特征属典
                                                               [ １１ ]   关锰, 王冬颖, 程 从 前, 等 ． 海 水 泵 叶 轮 ３１６L 不 锈 钢
            型的高周疲劳.                                                 螺钉 的 腐 蚀 原 因 分 析 [ J ] ． 理 化 检 验 ( 物 理 分 册 ),
            ３  结论                                                   ２０１５ , ５１ ( １１ ): ８０６Ｇ８０９．
                                                               [ １２ ]   史宝良, 李岩, 张腾飞, 等 ． 液氨储存罐 ３０４ 不锈钢法
                 与常见的振动疲劳裂纹常起源于外壁不同, 在                              兰连接螺栓断裂失效分析[ J ] ． 理化检验( 物理分册),
            蒸汽疏水环 境 下 Z６CNT１８Ｇ１０ 奥 氏 体 不 锈 钢 扩 散                    ２０１７ , ５３ ( １０ ): ７４０Ｇ７４５．
            管的疲劳裂纹起源于内壁, 断口起源处存在明显的                            [ １３ ]  ISLAM M N , ARAI Y．Ultrasonicbackreflection
            氧化现象.裂纹附近的显微组织中存在一定量的驻                                  evaluationofcrackg rowthfrom PSBsinlowＧc y cle
                                                                    fati g ue of stainless steel under constant load
            留滑移带; 疲劳条带间距很窄, 几乎不存在瞬断区,
                                                                    am p litude [ J ] ．MaterialsScienceandEn g ineerin g : A ,
            属高周疲劳.
                                                                    ２００９ , ５２０ ( １ / ２ ) ４９Ｇ５５．
            参考文献:                                              [ １４ ]  BALBI M , AVALOS M , BARTALI A E , et al．
                                                                    Microcrackg rowthandfati g uebehaviorofadu p lex
             [ １ ]  KIM YJ , JANG H , OH YJ．Hi g htem p eraturelow  stainlesssteel [ J ] ．InternationalJournalofFati g ue ,
                 c y clefati g ue p ro p ertiesofaHF３０Ｇt yp ecastaustenitic  ２００９ , ３１ ( １１ / １２ ): ２００６Ｇ２０１３．
                 stainlesssteel [ J ] ．MaterialsScienceandEn g ineerin g :  [ １５ ]  ALVAREZAI , MARINELLIM C , MALARRIJA ,
                  A , ２００９ , ５２６ ( １ / ２ ): ２４４Ｇ２４９．                etal．Microstructureassociated withcrackinitiation
             [ ２ ]  XUS , WU X Q , HAN E H , etal．Crackinitiation   durin glowＧc y clefati g uein alow nitro g en du p lex
                  mechanismsforlow c y cle fati g ue of t yp e ３１６Ti  stainlesssteel [ J ] ．InternationalJournalofFati g ue ,
                 stainless steel in hi g h tem p erature water [ J ] ．  ２００７ , ２９ ( ４ ): ７５８Ｇ７６４．
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