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《南京工业大学》 2004年
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不锈钢钎焊接头高温强度的研究

史进  
【摘要】:高温钎焊技术具有很高的装配精度,焊件高温性能优异,出于诸多高科技产品制造的迫切要求,该技术在工业领域的应用日益广泛,如飞机的高温热交换器、喷气发动机涡轮叶片、微化工机械系统、高温回热器等。为了节约运行成本,提高生成效率,钎焊结构的使用温度不断提高。而在高温环境下,即使应力小于材料的屈服极限,材料办将发生蠕变,导致应力的再分布和损伤集中,使钎焊接头成为结构在高温下服役的薄弱环节。 目前钎焊接头长时高温强度数据的积累很少,无法保证基本的强度设计,同时也缺乏描述钎焊焊缝高温下的力学本构关系。钎焊接头的焊缝非常狭窄,一般为10-150μm,采用常规方法很难直接获取其蠕变数据。本文以与钎焊同工艺下浇铸得到的铸念钎料(As-cast filler)来模拟钎缝金属,通过实验测定各材料常数值,并建立合适的本构关系。 通过建立典型不锈钢钎焊接头的有限元模型,对其蠕变应力的再分布进行计算,讨论各因素的影响,分析应力再分布的规律,指出其高温强度设计的考虑因素,给出优化的接头形式。 论文的主要研究工作和取得的结论如下: (1)对铸态钎料的高温蠕变断裂性能进行测定,得到了用Kachanov-Rabotnov方程描述钎料高温蠕变损伤行为所需的材料常数。与同等条件下的0Cr18Ni9不锈钢相比,铸态钎料的蠕变变形小,这两种材料组成的钎缝是蠕变硬焊缝。 (2)建立典型不锈钢钎焊接头的有限元模型,对接头的应力及其分布随时间的变化进行计算,指出应力再分布的规律。 (3)以接头蠕变应力再分布为依掘,参数化分析了不锈钢钎焊接头的高温强度的影响因素,并给出了接头设计的优选形式。 (4)对补钎部位进行有限元模拟,发现补钎对母材局部应力集中有较大的改善作用,可以应用于钎焊结构延寿再设计。
【学位授予单位】:南京工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TG407

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【引证文献】
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