核電材料SA508-3鋼非均勻熱變形實驗與數(shù)值模擬研究.pdf

1、核電壓力容器是核電設(shè)備的關(guān)鍵部件,承擔固定和包容反應(yīng)堆芯及反應(yīng)堆內(nèi)構(gòu)件的作用,并將燃料的核裂變反應(yīng)限制在密封的空間內(nèi)進行,因此可稱為核電站中的“心臟”設(shè)備。
　　本課題選用核電壓力容器常用材料SA508-3鋼作為研究對象,以之前研究成果為基礎(chǔ),利用Gleeble1500熱模擬試驗機完成950℃以下的熱模擬壓縮實驗,得到了該材料在950℃以下的高溫流動應(yīng)力曲線。并根據(jù)該階段流動應(yīng)力的特點,回歸實驗數(shù)據(jù)得到了該溫度區(qū)間內(nèi)適合該材料的流

2、變應(yīng)力模型。模擬預測的流動應(yīng)力與實驗結(jié)果比較一致,可用于該材料熱變形過程的數(shù)值模擬,為熱加工工藝提供制定依據(jù)。
　　通過保溫實驗研究了SA508-3鋼在不同溫度和不同保溫時間下的晶粒長大情況,確定了該材料的始鍛溫度,建立了該材料保溫時晶粒長大模型,為鍛造過程中始鍛溫度的確定和數(shù)值模擬過程中初始微觀組織設(shè)置提供了依據(jù)。
　　利用320噸油壓機和箱式電阻爐完成了SA508-3鋼非均勻熱變形物理實驗,記錄了成形過程中的載荷,通過金

3、相實驗和顯微硬度實驗測得變形后試樣特定部位的再結(jié)晶晶粒尺寸和顯微硬度。對付波論文中得到的SA508-3鋼動態(tài)再結(jié)晶模型進行二次開發(fā),并用于非均勻熱變形實驗數(shù)值模擬計算。將物理實驗得到的微觀組織和數(shù)值模擬結(jié)果進行對比,晶粒尺寸變化趨勢一致,晶粒尺寸和數(shù)值模擬結(jié)果基本吻合,揭示了應(yīng)變、應(yīng)變速率和變形溫度對動態(tài)再結(jié)晶的影響規(guī)律,同時也驗證了動態(tài)再結(jié)晶二次開發(fā)程序的有效性。
　　將二次開發(fā)程序用于CAP1400蒸發(fā)器上封頭1:1.5成形過