16MND5钢单轴棘轮疲劳行为试验研究

作     者：莫旭阳 朱明亮 张尚林 杨立才 陈尧 轩福贞 Mo Xuyang;Zhu Mingliang;Zhang Shanglin;Yang Licai;Chen Yao;Xuan Fuzhen

作者机构：华东理工大学机械与动力工程学院上海200237 中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室成都610213 

出 版 物：《核动力工程》 (Nuclear Power Engineering)

年 卷 期：2025年第46卷第1期

页      面：160-168页

核心收录：

学科分类：08[工学] 082701[工学-核能科学与工程] 0827[工学-核科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金(52205173) 四川省自然科学基金(2023NSFSC0912) 

主　　题：16MND5钢 应力循环 棘轮效应 棘轮-疲劳交互 断口形貌 

摘      要：本文旨在分析材料在不同循环载荷作用下的棘轮演化规律,以指导核电站关键部件的寿命预测及结构完整性评价。针对国产反应堆压力容器用16MND5锻造贝氏体钢,在350℃下开展一系列对称和非对称应力控制试验,研究了应力幅和平均应力对棘轮行为的影响。结果表明:该合金在对称与非对称应力循环载荷下均表现出棘轮效应。应力幅值和平均应力的增加降低了疲劳寿命。循环演化表现出初始循环硬化,然后循环软化,最后加速软化。相同应力幅下,平均应力的引入促进了软化。棘轮应变不随拉伸平均应力的增加而单调增加,存在一个最不利的平均应力导致棘轮-疲劳交互最为明显。断口形貌分析表明,根据应力水平的大小,试样可分为疲劳失效和发生较大塑性应变的棘轮失效。