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核电厂高压缸抽汽管线疏水管道焊缝泄漏原因

刘蛟; 郑会; 樊钊 国核电站运行服务技术有限公司; 上海200233

摘要:某核电厂高压缸抽汽管线疏水管道气动调节阀后的弯头焊缝发生泄漏,通过宏观形貌和显微组织观察、断口形貌分析、振动与应变测试等方法对焊缝进行了失效分析。结果表明:气动调节阀的间歇性开启与关闭使焊缝产生较大的交变应力,应力超过焊缝的疲劳强度,导致疲劳开裂,焊缝中的残余拉应力促进了裂纹扩展;在气动调节阀回路上外加一条疏水管道旁路,将间歇性疏水改为连续疏水,可有效避免此类失效的发生。

  • 电子束精炼Inconel718合金的高温氧化行为

    作者:魏鑫; 赵龙海; 谭毅; 游小刚; 石爽; 尤启凡 期刊:《机械工程材料》 2018年第05期

    对真空感应熔炼的Inconel718合金进行了电子束精炼,在900,1 000℃空气中对电子束精炼前后的合金进行了恒温氧化试验,对比分析了其高温氧化行为。结果表明:电子束精炼后,合金在900℃氧化120h后的平均氧化速率为0.366 20g·m^-2·h^-1,低于精炼前的,氧化激活能为280.90kJ·mol^-1,高于精炼前的;900℃和1 000℃氧化120h后,电子束精炼合金氧化膜的外层由Cr2O3和TiO2组成,中间层主要含有Cr2O3以及少量的TiO2和NiCr2O4尖晶石,内层主要含有Al2O3;电子束精炼合金中微量杂质元素的含量较低且均匀分布,晶粒尺寸较大,合金的抗氧化性能较好。

  • 等离子体源渗氮奥氏体不锈钢的摩擦磨损行为

    作者:李广宇; 曾心睿; 王楠; 谷雪忠; 方子奇 期刊:《机械工程材料》 2018年第05期

    采用等离子体源渗氮技术对AISI 316奥氏体不锈钢进行450℃×6h改性处理,通过干摩擦磨损试验对比研究了该不锈钢基体和表面改性层在不同载荷下与Si3N4陶瓷球摩擦副对磨时的摩擦磨损行为,观察了磨损形貌,并对其磨损机制进行了分析。结果表明:等离子体源渗氮后,试验钢表面形成了厚度约17μm的单一面心立方结构的高氮γN相改性层,改性层中氮元素的原子分数为15%-20%,最大显微硬度约1 510HV0.01;与基体相比,在相同载荷下γN相改性层具有相当或更低的摩擦因数,且比磨损率均降低一个数量级以上,耐磨性能显著提高;基体的磨损机制主要为黏着磨损,而γN相改性层在较低载荷(2-4N)下的磨损机制主要为氧化磨损,在较高载荷(6-8N)下的主要为磨粒磨损。

  • X70管线钢表面镍基合金堆焊层/母材界面的显微组织及氢致开裂行为

    作者:于俊峰; 杨光; 王晶; 邢云颖; 王修云 期刊:《机械工程材料》 2018年第05期

    采用手工非熔化极惰性气体钨极保护焊将ERNiCrMo-3镍基合金焊丝堆焊于X70管线钢表面,分析了堆焊层/母材界面处的显微组织、元素分布和硬度分布,并采用电解充氢方法研究了氢致裂纹萌生位置和扩展方式。结果表明:X70管线钢表面镍基合金堆焊层/母材界面热影响区中细晶区的组织为细小铁素体和少量珠光体,靠近熔合线粗晶区的组织为粗大的铁素体,熔合区的组织为马氏体,堆焊层的组织为树枝状奥氏体;堆焊层冲击断口呈韧性断裂特征,母材断口呈解理或准解理脆性断裂特征,熔合区断口呈由浅韧窝+准解理组成的具有变形特征的混合过渡特征;堆焊层和熔合区的硬度均高于母材的;堆焊层表面氢致裂纹萌生于Al2O3和单质硅夹杂物处,扩展方式为沿晶和穿晶扩展。

  • 新型无铅Na0.5Y0.5TiO3铁电薄膜的制备及性能

    作者:刘修锋; 葛洋洋; 葛大勇; 李佳慧; 郭聪; 代秀红; 刘保亭 期刊:《机械工程材料》 2018年第05期

    采用射频磁控溅射法在[001]取向的掺铌钛酸锶(Nb:STO)单晶衬底上制备Na0.5Y0.5TiO3(NYT)铁电薄膜,研究了该铁电薄膜的物相组成、显微结构、铁电性能、电输运性能。结果表明:NYT薄膜具有[001]取向的外延结构,其表面平整,界面清晰,结晶质量良好;NYT薄膜具有铁电性能,其剩余极化强度为0.3μC·cm^-2,矫顽场为178kV·cm^-1;NYT薄膜/电极界面存在肖特基势垒,反偏状态的肖特基结能够显著降低NYT薄膜的漏电流密度,提高其耐压强度,肖特基结处于正偏状态时的电流传导符合陷阱态控制的空间电荷限制电流机制。

  • 有序介孔氧化铜的制备及表征

    作者:汤慧利; 任瑜 期刊:《机械工程材料》 2018年第05期

    以介孔二氧化硅KIT-6为模板,采用硝酸盐燃烧法制备介孔氧化铜,并用X射线衍射仪、透射电子显微镜、比表面积和孔隙度分析仪等对该介孔氧化铜进行了表征。结果表明:制备的介孔氧化铜具有高度有序的介孔结构和纳米尺度的晶体结构,呈在3.7,10nm双孔径集中分布的特征;随着烧结温度从300℃上升到700℃,介孔氧化铜的介孔结构收缩,晶粒尺寸增大,比表面积下降;介孔氧化铜具有稳定的电化学性能和小分子气体吸附性能,其在电流密度100mA·g^-1下经50次充放电循环后仍具有600 mAh·g^-1以上的放电容量,对NO、CO的吸附容量分别达到1.2,0.75mmol·g^-1。

  • 深冷处理对GCr15轴承钢组织及力学性能的影响

    作者:陈叶青; 吴益文; 秦子威; 周潇; 汪宏斌 期刊:《机械工程材料》 2018年第05期

    对GCr15轴承钢分别进行淬火+回火,淬火+回火+深冷,淬火+深冷+淬火,淬火+回火+深冷+回火处理,研究了深冷处理对GCr15轴承钢显微组织、硬度和耐磨性能的影响。结果表明:与常规淬火+回火工艺相比,增加深冷处理工序后试样中残余奥氏体含量明显降低,硬度增大,耐磨性提高;淬火+深冷+回火处理试样的残余奥氏体含量最低,硬度最高,耐磨性最好,其磨损量比淬火+回火处理试样的减少了6%;深冷处理提高了GCr15轴承钢的抗疲劳磨损和磨粒磨损的能力。

  • 超声加工对球墨铸铁表面粗糙度的影响及其机理

    作者:韩爽; 段海涛; 杨学军; 顾卡丽 期刊:《机械工程材料》 2018年第05期

    对球墨铸铁表面进行超声加工处理,通过白光共焦三维显微镜、扫描电子显微镜、光学显微镜和维氏硬度计等研究了加工区和未加工区的三维形貌、表面粗糙度、显微组织等。结果表明:超声加工对试样的尺寸影响很小,可实现连续抛光;加工区与未加工区的交界处有高约30μm的蝶形凸起;超声加工能显著降低试样的表面粗糙度,轮廓算术平均偏差由加工前的1.465μm减小到0.948μm,降低了35.29%;超声加工后,试样表层晶粒明显细化,表面硬度提高,超声加工对试样硬度的影响深度为0.6mm左右。

  • 核电厂高压缸抽汽管线疏水管道焊缝泄漏原因

    作者:刘蛟; 郑会; 樊钊 期刊:《机械工程材料》 2018年第05期

    某核电厂高压缸抽汽管线疏水管道气动调节阀后的弯头焊缝发生泄漏,通过宏观形貌和显微组织观察、断口形貌分析、振动与应变测试等方法对焊缝进行了失效分析。结果表明:气动调节阀的间歇性开启与关闭使焊缝产生较大的交变应力,应力超过焊缝的疲劳强度,导致疲劳开裂,焊缝中的残余拉应力促进了裂纹扩展;在气动调节阀回路上外加一条疏水管道旁路,将间歇性疏水改为连续疏水,可有效避免此类失效的发生。

  • 钢轨轨头纵横裂型核伤的形成原因

    作者:胡杰 期刊:《机械工程材料》 2018年第05期

    利用扫描电子显微镜、光学显微镜、直读光谱仪、拉伸试验机等对某伤损钢轨轨头的断口形貌、显微组织、化学成分、拉伸性能等进行了测试,探讨了纵横裂型核伤的形成原因并提出了解决措施。结果表明:在循环工作应力的作用下,在钢轨轨头轮轨接触应力分布区内沿轧制方向分布的粗大夹杂物处形成条状裂纹源且裂纹发生疲劳扩展,最终形成纵横裂型核伤;提高钢轨钢的纯净度、加强钢轨钢冶金质量的控制和检验、减少和细化钢中非金属夹杂物的数量和尺寸是防止纵横裂型核伤形成的主要措施。

  • Na2O含量对金刚石砂轮用Na2O-SiO2-Al2O3-B2O3系陶瓷结合剂性能的影响

    作者:赵仕敬; 王海龙; 李剑; 席耀辉; 邵刚; 许红亮; 卢红霞; 范冰冰; 张锐 期刊:《机械工程材料》 2018年第04期

    采用球磨法制备Na2O质量分数分别为12.31%,9.31%,7.31%的Na2O-SiO2-Al2O3-B2O3系陶瓷结合剂,研究了Na2O含量对烧结前后陶瓷结合剂的物相组成、力学性能、热膨胀系数,以及对陶瓷结合金刚石砂轮抗弯强度的影响。结果表明:较高的Na2O含量有利于抑制石英相的析出;随着Na2O含量的增加,烧结后陶瓷结合剂的硬度和抗弯强度降低,热膨胀系数在较低温度(620640℃)烧结后增大,在较高温度(660680℃)烧结后先增后降;当Na2O的质量分数为9.31%、烧结温度为680℃时,所得陶瓷结合金刚石砂轮的抗弯强度最大,为53.5 MPa;3种陶瓷结合剂制备得到的金刚石砂轮具有相似的微观结构。

  • 7075-T651/7075复层铝合金的显微组织和力学性能

    作者:李秋梅; 孙建波; 焦玉凤; 胡明 期刊:《机械工程材料》 2018年第04期

    采用冲击射流固液复合铸造法在7075-T651铝合金表面浇注7075铝合金液,制备得到7075-T651/7075复层铝合金,研究了该复层铝合金的显微组织、物相组成、硬度分布、抗拉强度和耐磨性能。结果表明:复层铝合金由7075铝合金包覆层、熔合线和7075-T651铝合金基体组成,基体又可细分为热影响Ⅰ区、热影响Ⅱ区和热影响Ⅲ区;包覆层为枝晶组织,熔合线处为细等轴晶,热影响区中均为柱状晶;复层铝合金中存在α(Al)、η(MgZn2)、η′(MgZn)和T(Al6CuMg4)等相;热影响Ⅰ区的硬度最高,为强化区,热影响Ⅱ区为软化区,热影响Ⅲ区的硬度略低于原始基体的;硬度越高的区域,其耐磨性能与抗拉强度也越高;熔合线处的硬度和磨损率均在包覆层的和基体的之间,说明复层铝合金实现了良好的冶金结合。

  • 放电等离子烧结42CrMo钢/黄铜双金属复合接头的显微组织

    作者:冯超; 姜超平; 鲍建东; 吕志甲; 鲍明东; 徐雪波; 张贵锋 期刊:《机械工程材料》 2018年第04期

    采用放电等离子烧结技术对42CrMo钢和黄铜进行连接,研究了接头的显微组织、成分和硬度分布,分析了其接头组织形成过程。结果表明:在42CrMo钢和黄铜之间存在一个宽10~20μm的过渡层,过渡层组织均匀细密;在近过渡层的黄铜中存在一个宽约70μm的岛状组织区,这些岛状组织主要为铁的固溶体;在较高压力下,接头中不存在缝隙,但存在少数孔隙;接头的截面硬度呈梯度变化;铁元素扩散深度达到90μm,铜元素扩散不太明显,42CrMo钢和黄铜之间为扩散连接。

  • 微波熔盐辅助硼热/碳热还原法制备ZrB2-SiC复合粉

    作者:曾渊; 梁峰; 刘江昊; 谭操; 韩磊; 张海军 期刊:《机械工程材料》 2018年第04期

    以ZrO2、SiO2、B4C及活性炭为反应物,以NaCl/KCl为熔盐,采用微波熔盐辅助硼热/碳热还原法制备ZrB2-SiC复合粉,研究了反应温度、反应时间、B4C及熔盐介质用量等对产物物相组成和显微结构的影响.结果表明:随着反应温度的升高,反应时间的延长,B4C和熔盐用量的增加,ZrB2和SiC的合成反应进行得越充分,产物中ZrB2的衍射峰越强;在反应温度为1 200℃,反应时间为20min,熔盐与反应物质量比为2∶1,B4C与ZrO2物质的量的比为0.8的条件下,可以制备得到纯相ZrB2-SiC复合粉,其平均粒径约为38μm,其中ZrB2为一维棒状结构,直径约为1.35μm,平均长径比大于10.

  • Eu3+掺杂Lu2SiO5发光粉体的制备及发光性能

    作者:杨磊; 杨熠; 陈诗怡; 严明 期刊:《机械工程材料》 2018年第04期

    分别采用尿素辅助共沉淀法和溶胶凝胶法制备Eu3+掺杂Lu2SiO5(Lu2SiO5∶Eu3+)粉体,对比分析了煅烧温度对粉体物相组成和微观形貌的影响以及Eu3+掺杂量对粉体发光性能的影响.结果表明:两种方法均可制得纯度较高的Lu2SiO5粉体,但溶胶凝胶法可以得到单相纯Lu2SiO5粉体,而尿素辅助共沉淀法所得粉体中含有少量Lu2O3杂质相;溶胶凝胶法所得粉体的粒径为200300nm,且粉体颗粒的表面比尿素辅助共沉淀法制得的粗糙;当Eu3+掺杂量(物质的量分数)为5%时,两种方法所得Lu2SiO5∶Eu3+粉体的发光强度均达到最大,且溶胶凝胶法所得Lu2SiO5∶Eu3+粉体的发光强度更高.

  • 氧化物着色剂对3Y-TZP陶瓷色度及力学性能的影响

    作者:王兴明; 王焕平; 刘思琪; 杨清华; 雷若姗; 肖珍; 徐时清 期刊:《机械工程材料》 2018年第04期

    在钇稳定四方相氧化锆(3Y-TZP)粉体中分别添加不同质量分数的Fe2O3、Pr6O11、Er2O3、CeO2等氧化物着色剂粉体,在1 500℃保温2h烧结制备3Y-TZP陶瓷,分析了不同氧化物着色剂对3Y-TZP陶瓷着色效果及力学性能的影响.结果表明:添加氧化物着色剂后,陶瓷的主晶相仍均为四方相氧化锆,晶粒紧密堆积,平均晶粒尺寸为200500nm;随着着色剂添加量的增加,陶瓷的抗弯强度均下降,但均保持在800 MPa以上,满足牙科口腔修复材料的要求;添加4种氧化物着色剂后,陶瓷表面色泽均匀、正反面色差小,添加Fe2O3、Pr6O11、CeO2的陶瓷均呈黄色,添加Er2O3的陶瓷呈粉红色;Fe2O3与Er2O3的添加对陶瓷的a*值影响较大,而Pr6O11和CeO2的添加对b*值影响较大.

  • 碳纤维添加量对MgO-ZrO2陶瓷抗热震性能和烧结性能的影响

    作者:杨孟孟; 罗旭东; 安迪; 谢志鹏; 冯东; 于忞 期刊:《机械工程材料》 2018年第04期

    以纳米MgO粉和ZrO2纤维为原料,以短切碳纤维为添加剂,采用无压烧结工艺制备碳纤维增强MgO-ZrO2陶瓷,研究了碳纤维添加量对陶瓷烧结性能、物相组成、抗热震性能和显微结构的影响.结果表明:随碳纤维添加量的增加,陶瓷的相对密度和线收缩率降低,显气孔率增大,碳纤维的添加不利于MgO-ZrO2陶瓷的烧结;抗弯强度随碳纤维添加量的增加先增大后减小,当碳纤维的体积分数为20%时,陶瓷的抗弯强度最大,为287.15 MPa;碳纤维的添加能提高MgO-ZrO2陶瓷的抗热震性能,当碳纤维体积分数为15%时,陶瓷的抗热震性能最佳.

  • SiC含量对ZrB2-SiC/MgO-C低碳复合耐火材料性能的影响

    作者:王军凯; 程峰; 韩磊; 李赛赛; 葛胜涛; 宋健波; 张海军 期刊:《机械工程材料》 2018年第04期

    以镁砂、鳞片石墨和ZrB2-xSiC(x为0,20%,40%,60%,80%,100%,质量分数)复合粉为原料,经成型、干燥、固化和不同温度(1 373,1 673K)保温3h热处理后,制备得到ZrB2-SiC/MgO-C低碳复合耐火材料,研究了SiC含量对该耐火材料物理和力学性能的影响.结果表明:随SiC含量的增加,固化后复合耐火材料的体积密度和常温抗折强度先增大后减小再略有增大,耐压强度则波动性降低,当SiC质量分数为20%时,复合耐火材料的常温性能最佳;在1 673K保温3h热处理后,复合耐火材料的抗折强度随温度的升高呈先增大后减小的变化趋势,当SiC质量分数为20%时,不同温度下的抗折强度均达到最大;SiC含量的改变对不同温度下的载荷和位移关系影响较小,复合耐火材料的塑性变形开始温度为8731 073K,断裂温度均为1 673K.

  • 38CrMoAl钢表面不同厚度搪瓷涂层的组织和性能

    作者:杨梦梦; 戴姣燕; 何骅波; 徐义库; 徐金富 期刊:《机械工程材料》 2018年第04期

    以A8005搪瓷粉为原料,在900℃保温45min条件下在38CrMoAl钢表面烧结制备不同厚度(116,256,352,470μm)搪瓷涂层,研究了涂层的微观结构、硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能.结果表明:随着厚度的增加,搪瓷涂层的气孔数量先减后增,硬度、耐腐蚀性能、耐磨性能先增后降;当厚度为256μm时,搪瓷涂层的性能最佳,内部气孔数量最少,表面光滑致密,硬度为720HV0.1,磨损率为2.9×10-13 m3·N-1·m-1,耐蚀性能评级RP/RA为10/10vsB.

机械工程材料

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