高能重离子辐照下国产RPV钢A508-3的硬化行为

目的 研究在563 K的温度条件下,高能重离子辐照导致国产RPV钢A508-3的硬化行为。方法 使用回旋加速器提供的352.8 MeV Fe²¹⁺对A508-3钢试样进行辐照,使其依次达到0.15、0.30、1.50 dpa的损伤水平。借助辐照终端的梯度减能装置,在样品表面至25 μm的深度范围内产生一个准均匀分布的原子离位损伤坪区,并使用纳米压痕仪和维氏显微硬度计测量了试样的硬度。结果 考虑到压痕尺寸效应的影响,采用Nix-Gao模型对硬度数据进行拟合,由于高能Fe离子产生了较厚的损伤区,辐照试样中的软基效应明显减弱。辐照后的试样出现明显的硬化现象,且随着辐照剂量的增大,硬化增量有饱和趋势。通过辐照前和辐照至0.15 dpa试样的微硬度数据,得出其与纳米硬度之间的线性关系(Hv0=0.85 H0)。结论 借助A508-3辐照前后的硬度数据,计算发现试样的屈服强度增量与辐照剂量之间存在一种幂函数关系,这为A508-3钢中子-离子辐照硬化的映射关系研究提供了基础数据。     

小冲杆试验测定重离子辐照A508-3钢的硬化和脆化

目的采用小冲杆测试方法测量高能重离子辐照反应堆压力容器A508-3钢的辐照硬化和脆化特性,为工况条件下反应堆压力容器寿命预测提供实验依据。方法采用兰州重离子加速器提供的高能C^(6+)离子通过减能装置在290℃条件下开展A508-3钢辐照实验,并在样品表面形成一定厚度、准均匀分布的离位损伤层。通过开展不同辐照剂量辐照样品的小冲杆测试,得到不同辐照剂量A508-3钢的小冲杆载荷-位移曲线。通过对小冲杆测试得到的载荷-位移曲线的分析,测定不同辐照剂量样品的辐照硬化和脆化特性。结果压力容器A508-3钢辐照样品的硬化和脆化随着辐照剂量的增加逐渐增强,0.15 dpa以前呈线性增长,而后缓慢增大,约0.2 dpa时达到饱和趋势。结论通过小冲杆测试可以得到离子辐照样品的硬化和脆化行为,A508-3钢辐照硬化和脆化行为具有一致的变化趋势。     

Fe-Mn-Ni-Si四元合金中辐照缺陷对辐照硬化的贡献

目的 研究Fe-Mn-Ni-Si四元合金在350℃下受到离子辐照后产生的辐照缺陷对于辐照硬化的贡献.方法 对辐照前后样品进行纳米压痕测试,获得硬度增量来衡量辐照硬化;再通过三维原子探针及透射电镜等表征手段,获得样品辐照后产生的团簇的数量密度、体积分数、团簇尺寸、位错环密度、位错环尺寸大小等微观结构信息;结合Disper...     

Fe-Ni-Si三元合金辐照诱发的Ni-Si团簇形核及生长演变机制

目的 探索辐照条件下Ni与Si元素的相互作用对RPV合金中团簇形成演变的影响.方法 对PRV合金的三元模型合金Fe-Ni-Si做离子辐照实验,并采用原子探针技术对团簇进行分析,采用纳米压痕技术进行硬度分析.结果 纳米压痕的结果表明,材料的硬度随辐照剂量的升高而增大.原子探针结果表明,辐照后材料中产生了Ni-Si溶质团簇...     

核电材料辐照损伤的多尺度高通量计算模拟

反应堆压力容器用钢等核电材料在持续服役中,由于中子辐照造成其内部缺陷不断累积,致使材料组织结构损伤、性能劣化,对核电安全运行形成潜在威胁。多尺度计算模拟是探索辐照缺陷演化机理的有效手段,结合等效缺陷结构理论,有望实现核电材料服役行为的高效评价与预测。文中综述了多尺度计算模拟在核电材料辐照缺陷演化相关研究领域的进展,并对缺陷结构的多尺度演化本质及相应的多尺度高通量计算模拟方法进行了分析讨论。结果表明,通过缺陷结构特征能量等效传递的方法可以实现从第一性原理计算到缺陷扩散反应动力学等高通量计算模拟的跨尺度耦合;通过多尺度高通量计算模拟得到的缺陷演化热力学和动力学数据,可以搭建用于预测核电材料长期服役行为的材料基因工程数据库;在材料缺陷结构特征能量-组织结构-性能关联性探讨基础上,应用高通量计算模拟,辅以高通量实验数据验证,有望建立基于材料基因组结构能的服役安全工程模型。     

偏转角影响磁纤维捕集Fe基细颗粒的数值模拟

为了研究磁性纤维对钢铁行业细颗粒物的控制效果,基于计算流体力学-离散相模型（CFD-DPM）对高梯度磁场中含尘气流方向与背景磁场方向夹角（偏转角）分别为0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°时磁性单纤维捕集Fe基细颗粒进行数值模拟.分别研究高梯度磁场作用下颗粒粒径、入口风速、磁场强度对颗粒运动轨迹和捕集效率的影响.结果表明：高梯度磁场中偏转角影响磁性纤维捕集区域的位置,当角度为0°时,在纤维正对含尘气流方向区域形成颗粒捕集区,背风侧形成较大空腔;当角度为90°时,在沿气流方向纤维两侧形成面积相等的捕集区域.偏转角对小颗粒捕集效率的影响较小,当角度为0°时,对于0.5μm的颗粒捕集效率为4.1%,当角度为90°时捕集效率为3.9%.随着粒径的增大,捕集效率的增长速率先减小后增大,对于不同粒径的颗粒,当角度为0°时捕集效率最高.当风速在0.02~0.04m/s范围时,随着角度从0°增加到90°,捕集效率先降低,在45°附近达到最小值,然后升高.磁场强度的增加有利于提高捕集效率,但不同角度时的增长速率有所不同.当偏转角为0°和60°时,背景磁场强度为0.1~0.3T范围时增长速率明显大于0.3~0.9T范围内,而当偏转角为30°和90°时,背景磁场强度为0.1~0.5T范围时增长速率高于0.5~0.9T时的增长速率.     

表面纳米化对锆合金微动腐蚀行为的影响

目的 研究N36锆合金表面纳米化层的形貌和微观结构,分析表面纳米化层的微动腐蚀机理。方法 采用超声表面滚压技术(USRP)对锆合金进行表面纳米化处理,研究不同滚压速度对表面纳米化层形貌、相组成、粗糙度、显微硬度、电化学腐蚀和微动腐蚀行为的影响。结果 USRP处理后,锆合金表面有明显的塑性变形痕迹,致使锆合金表面发生加工硬化,提高了表面的硬度。锆合金的腐蚀电流密度相较于基体更低,最大磨损深度和磨损率均低于基体。结论 USRP处理后的锆合金晶粒细化、晶界增多,提高了锆合金的表面活性,有利于钝化膜的形成。锆合金的磨损机理为氧化磨损和磨粒磨损的共同作用。     

含缺陷圆轴结构极限承载规律研究

目的 研究车辆传动轴在受损情况下极限承载能力的变化规律。方法 在圆轴上预制缺陷,并对含缺陷圆轴结构承受扭转载荷的能力进行试验和数值模拟研究。结果 当圆孔缺陷深径比保持不变时,圆轴极限扭矩下降比随圆孔缺陷孔径比的增加而减小;当圆孔缺陷孔径比保持不变时,圆轴极限扭矩下降比随圆孔缺陷深径比的增加而减小。当深径比大于0.4时,圆轴极限扭矩下降比与圆孔缺陷孔径比近似呈负线性相关。当缺陷孔径比大于0.4、深径比大于0.2时,圆轴最大扭角减小为15°~35°,各存在缺陷的圆轴的最大扭角差距不大。结论 圆轴扭转失效时,其最大扭角、极限扭矩与圆孔缺陷孔径比、深径比整体均呈负相关趋势。在孔径比和深径比逐渐增大的过程中,极限扭矩呈近似线性关系逐渐降低,而最大扭角先急剧减小,后逐渐趋于平稳。     

低量Gd3+杂TiO2粉体的制备及催化活性

利用溶胶-凝胶法在700℃制备了纯的和不同Gd3 叫参杂量的TiO2纳米粉体,并用XRD技术对样品进行了表征.研究了Gd3 掺杂量对样品相结构、晶粒尺寸和光催化降解亚甲基蓝的活性的影响.利用相结构与纳米TiO2光催化活性关系探讨了Gd3 掺杂对纳米TiO2的光催化活性.结果表明,与纯TiO2相比.适量掺杂Gd3 可以显著提高其光催化活性.当Gd3 杂量为0.2%(质量),TiO2复合纳米粉体的光催化活性最佳,降解率为86%,其金红石相含量为15.4%,平均晶粒粒径为15nm;Gd3 掺杂强烈地抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变、减小晶粒尺寸和品格膨胀程度这三方面均有利于提高光催化活性.     

低量Gd~3+掺杂TiO_2粉体的制备及催化活性

利用溶胶-凝胶法在700℃制备了纯的和不同Gd3+掺杂量的TiO2纳米粉体,并用XRD技术对样品进行了表征。研究了Gd3+掺杂量对样品相结构、晶粒尺寸和光催化降解亚甲基蓝的活性的影响,利用相结构与纳米TiO2光催化活性关系探讨了Gd3+掺杂对纳米TiO2的光催化活性。结果表明,与纯TiO2相比,适量掺杂Gd3+可以显著提高其光催化活性。当Gd3+掺杂量为0.2%(质量),TiO2复合纳米粉体的光催化活性最佳,降解率为86%,其金红石相含量为15.4%,平均晶粒粒径为15nm;Gd3+掺杂强烈地抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变、减小晶粒尺寸和晶格膨胀程度这三方面均有利于提高光催化活性。     

Application of CGP-cross route process for microstructure refinement and mechanical properties improvement in steel sheets

A modified method of severe plastic deformation (SPD) entitled constrained groove pressing-cross route (CGP-CR) was introduced for imposing a high magnitude of equivalent strain of about 2.32 per pass on the sheet form samples. The major benefit of this improved route compared to previous common route was the more homogeneity of strain in the rolling (RD) and transverse (TD) directions of sheets. In this study, low carbon steel samples were used for examination of evolutions in microstructure and mechanical properties during SPD via CGP-CR process. Mechanical properties improvement were measured by tensile and macro hardness tests. The results indicate that CGP-CR process can effectively improve tensile strength; and also, yield stress and hardness of as-received low carbon steel samples were improved up to about 100% after two deformation passes. Also, high magnitude of inhomogeneity can be observed in hardness distribution through first pass of the process which diminishes in the subsequent passes. Microstructural evolutions during process were monitored by optical microscopy observations and X-ray diffraction analysis. The results demonstrate that initial ferritic microstructure with grain size of about 30 μm was refined to a 225 nm cell structure after two passes of CGP-CR process.     

一种新型油井管材机械及防腐性能研究

目的 重点评价一种新型油井管钢材00Cr9材质的拉伸强度、冲击韧性、硬度及螺纹连接等力学性能和防腐性能,为该新材质的使用条件提供理论依据.方法 力学性能方面,根据GB/T 228—2002《金属材料室温拉伸试验方法 》对00Cr9-110钢级的材料试样(2个)进行抗拉强度、屈服强度标准测试,参考API SPEC 5CT...     

Work hardening and mechanical properties of severely deformed AA3003 by constrained groove pressing

A severe plastic straining method, called constrained groove pressing, is used to improve the microstructure and mechanical properties of non-hardenable 3003 Al-Mn alloy. Williamson-Hall method is utilized to measure the grain size from X-ray diffraction patterns of deformed samples. The results show that ultra-fine grained 3003 alloy having grain size of 580 nm can be successfully produced by constrained groove pressing at room temperature. Mechanical properties of sheets, examined by tensile test, are approximately exhibited 170% improvement in comparison with those of annealed sample. Also, comparing the achieved results with those of aluminum 1100 alloy confirms the rapid rate of grain refinement and mechanical properties improvement in 3003 alloy. This is attributed to the presence of fine dispersoids of Al₆Mn in microstructure of the alloy. Tensile tests demonstrate that the work hardening rate of constrained groove pressed sheet is increased in comparison with that of annealed samples. Investigating of the work hardening by a model reveals why improvement stops after third pass and also work hardening rate diagrams show that only one stage of work hardening is detectable for the sheet after three passes of constrained groove pressing, while in lower pass numbers, more work hardening stages can be observed.     

多相光催化反应器中紫外光辐射能分布的研究

研究了多相光催化反应器中紫外光辐射能量的分布 ,其测试系统主要为光导纤维 光栅光谱仪 .结果表明 ,紫外光辐射相对能量在多相光催化反应器中轴向和径向的分布是不均匀的 ,轴向的能量分布是中轴处能量最大 ,远离中轴能量逐渐减弱 ;径向的能量分布是随着径向远离光源而逐渐减弱 .光催化剂对紫外光辐射能的吸收和阻挡作用较大 ,微孔曝气对光辐射能量的衰减影响较小 .光辐射相对能量衰减可用一指数方程表示     

反应堆压力容器主螺栓水压试验拉伸量调整力学分析评价

目的针对某核电站反应堆压力容器主螺栓残余拉伸量与设计要求(1.63±0.03) mm有出入,个别测试数据不在设计要求范围内的情况,对出厂水压试验工况拉伸量验收值进行调整。方法考虑上述拉伸量偏差对螺栓载荷的影响,从应力、疲劳和密封角度展开系统分析,对螺栓、螺纹、连接法兰及反应堆压力容器密封性能分别进行详细的力学评价。结果根据评价结果,对出厂水压试验工况拉伸量验收值进行两次调整,最终确定为(1.68±0.03) mm。结论该机组反应堆压力容器出厂水压试验各项指标满足要求,针对上述拉伸量调整的力学评价合理性得到有效验证。     

凸轮轴顶端断裂原因失效分析

目的研究发动机凸轮轴和螺栓的失效原因。方法在化学成分、硬度、金相组织、断口形貌等检测分析的基础上,研究凸轮轴和螺栓的失效行为,推断整个失效过程的起因件,并分析导致其失效的原因。结果凸轮轴金相组织、表面和心部硬度无明显异常,断口表面有明显的疲劳断裂特征,裂纹起源于凸轮轴的螺栓孔壁,此处为凸轮轴热处理过程中的感应淬火和非感应淬火的交界处。结论凸轮轴顶端螺栓孔在感应淬火过程中产生尖角效应,导致螺栓孔壁被淬透,材料脆性增加,在长期使用过程中导致凸轮轴顶端疲劳断裂,进而导致连接螺栓发生断裂。     

气囊回收系统的着陆适应性仿真分析

目的提出一种气囊着陆缓冲等效分析方法,将有限元仿真和理论分析相结合,借助理论分析的优点实现对气囊回收系统着陆缓冲冲击性能快速评估的目的。方法首先建立气囊有限元模型,通过有限元分析获得载荷-压缩量曲线,根据曲线拟合出接触载荷与气囊压缩量的关系式。同时,利用高斯函数模拟斜坡,考虑一质量块和气囊以一定初速度竖直向下撞击到该坡面上,只考虑坡度大小和表面粗糙度对气囊冲击载荷的影响。最后,利用中心差分法计算出质量块的位移、速度以及加速度。结果在撞击点的坡度为0°,20.27°和31.24°时,得到理论的水平方向和竖直方向上的最大过载,与仿真输出的结果进行对照,在误差允许的范围内,理论与仿真结果一致。分析比较不同撞击点的坡度下水平和竖直方向最大过载以及气囊离开地面时的角速度。当撞击点坡度为0°时,水平方向最大过载为0,随着撞击点坡度增大,水平方向的最大过载逐渐增大;竖直方向最大过载的值最大,为224.5 m/s2,随着撞击点坡度增大,竖直方向的最大过载逐渐减小。当撞击点坡度为0°时,角速度为0,气囊离开地面时的角速度逐渐增大,其增幅在0°到20°之间较大。结论气囊着陆缓冲等效分析方法计算得到的结果与仿真得到的结果相一致,验证了该理论计算方法的有效性,因此可以利用该方法对缓冲气囊的冲击性能进行快速评估。     

Residue analysis and dissipation of monosulfuron in soil and wheat

HPLC-UV residue analytical method for monosulfuron [ N-[( 4‘-methyl ) pyrimidin-2‘-yl ]-2-nitrophenylsulfonyl urea] in soil and wheat was developed. Monosulfuron residues were recovered by solvent extraction, followed by liquid-liquid partition, and C18 cartrige clean-up. Excellent method recoveries ranging from 95%-104% for both fortified soil and wheat grain were obtained with coefficients of variation 1.5%-11.8%. The minimum detectable quantities in soil and wheat were both 4 ng, the limit of detection was 0.02 mg/kg. When monosulfuron was applied according to double dosage of maximum recommended use direction(120 g ai/hm^2 of 10% monosulfuron wettable powder sprayed for once during development of wheat ) in field studies conducted in Shandong Province and near Beijing, monosulfuron residues was not detected in soil and wheat samples collected 75 d after application. Laboratory soil degradation studies showed that monosulfuron degraded faster in acidic soil and strong alkaline soil than in neutral or weak alkaline soil. Half lives in Jiangxi soil, Shijiazhuang soil, Jiangsu soil and Heilongjiang soil were 41, 48, 87 and 84 d respectively. Monosulfuron residues dissipated rapidly in Shandong and Beijing field test sites with half-lives of less than 14 d.