扩散连接钨/304不锈钢及界面残余应力数值模拟

发布时间：2024-02-24 10:51

　　钨和钢由于物理性能差异较大,接头在连接和服役的过程中会因极大的残余热应力而失效,这制约了钨/钢材料的发展,同时也成为核聚变堆中偏滤器成功走向应用的一个巨大瓶颈。本文从数值模拟和实验两个方面开展了对钨和钢扩散连接的研究,采用有限元的方法对钨/钢接头的残余应力分布进行了数值分析,通过添加铜、镍中间层扩散连接获得了高质量的钨/钢接头。研究结果表明:钨/钢接头中的最大拉应力σX,+max位于靠近界面和自由边界的钢基体中,最大压应力σX,-max位于靠近自由边界的钨/中间层界面上。在钨/钢接头轴向残余应力σY要远小于径向残余应力σX,径向残余应力σX是接头的残余应力的主要影响因素。钨/钢的等效塑性应变区域主要集中在靠近界面的钢基体中。连接温度的变化对于接头残余应力分布的影响有限。连接温度在980-1080℃变化时,钨/铜/钢接头中最大残余应力的升高幅度仅有70MPa。对于钨/镍/钢接头,连接温度在850-1050℃变化时,最大残余应力的升高幅度仅有不到40 MPa。随着中间层厚度的增加(0.02-0.6 mm),钨/铜/钢接头中最大拉应力σX,+max和最大压应力σX,max都有较大幅度的降低(...

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－２钨／Ｎｂ／钢扩散连接界面形貌及界面ＸＲＤ??Ｆｉｇ．?１－２?Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ?ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ?ａｎｄ?ＸＲＤ?ｏｆ?Ｗ／Ｎｂ／ｓｔｅｅｌ??

试验中，断裂发生在ＭＶＷ界??面，为沿晶断裂。中科院的王纪超［８］博士釆用热等静压法以Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔｉ为中间层连接鸽／??钢。选用Ｔｉ做中间层，剪切强度最窩可达１５１ＭＰａ，怛残余热应力较大，失效断裂方式为??脆性断裂。选用Ｎｉ做中间层，剪切强度最高可达２０４ＭＰａ，残余热应力较....

图１－１轉／ＥＵＲＯＦＥＲ９７钢直接扩散连接界面形貌ＷＩ??Ｆｉｇ．?１－１?ＳＥＭ?ｐｈｏｔｏｍｉｃｒｏｇｒａｐｈ?ａｔ?ｔｈｅ?ｂｏｎｄｉｎｇ?ｓｅａｍ?ｏｆ?Ｗ／ＥＵＲＯＦＥＲ９７［１２］??

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图１－４钻孔法测量残余应力示意图［４４］??Ｆｉｇ．?１－４?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｒｅｓｉｄｕａｌ?ｓｔｒｅｓｓ??

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图２－２热压扩散示意图及连接温度曲线??Ｆｉｇ．２－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｈｏｔ?ｐｒｅｓｓ?ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ?ａｎｄ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｃｕｒｖｅ??１２??

?西安理工大学硕士学位论文???质量，故铜箔及镍箔在使用前，使用５％硝酸清洗３－５?ｍｉｍ，再超声波清洗机中使用酒精??凊洗５－１０?ｍｉｎ，取出用电吹风吹千保存待用。??中间层材料的选择１?［连接参数的确定＇??Ｉ??＇钨／钢残余应力的有限元模拟１?｛?魏扩散连接??＞．?＾?....

本文编号：3908884