IMR OpenIR
多晶人造石墨材料的力学性能研究
宋宇阳
Subtype硕士
Thesis Advisor白朔
2006-06-22
Degree Grantor中国科学院金属研究所
Place of Conferral金属研究所
Degree Discipline材料学
Keyword极石墨接头 高强石墨 抗热震性能 疲劳损伤 预疲劳 电阻率 声发射
Abstract石墨材料由于其优异性能作为结构材料或功能材料得到了广泛的应用。随着国民经济建设的发展,尤其是基础设施建设的推进,钢材的需求量越来越大,随之而来的是对炼钢用石墨电极材料需求的快速增大。同时,由于能源短缺,核能的和平利用愈加重要,核石墨材料的用量也大为增加。石墨材料作为结构材料在应用中经常会出现断裂行为,这种破坏严重影响工业生产。为了提高石墨材料在应用中的可靠性并扩展其应用范围,本文对石墨材料的疲劳和断裂行为进行了研究。取得了如下的研究结果: 1.电极石墨接头和高强石墨的拉伸应力应变曲线、断口形貌类似,但高强石墨拉伸强度高于电极石墨接头。结合声发射和应力-应变摩尔圆方法研究了两者的压缩断裂行为,发现它们的断裂行为有显著差异:高强石墨的断裂为鼓胀断裂,而电极石墨接头为剪切断裂。同时对比分析了这两种石墨材料的抗热震性能,发现高强石墨的抗热震性能高于电极石墨接头. 2.电极石墨接头和高强石墨的疲劳S-N曲线与金属的疲劳规律类似。Weibull++7软件分析发现高强石墨在应力比为0.1、频率为5、对应疲劳寿命106周下,99%的安全疲劳强度为其断裂强度的0.82倍(18.9MPa),而电极石墨接头的为其断裂强度的0.67倍(9.5MPa)。对比研究了同一疲劳寿命106周下加载频率为5和0.5下的疲劳强度,发现随疲劳加载频率的增加,材料的疲劳强度增加。 3.采用X-射线无损探伤方法分析光滑石墨材料在疲劳循环载荷作用下的损伤规律,发现X-射线无损探伤不能检测石墨材料在疲劳过程中的裂纹扩展或者微孔长大。 4.用疲劳前后电阻率变化研究了光滑试样的疲劳损伤行为,发现在循环疲劳载荷作用下,石墨材料的电阻率增加,而且随循环载荷的最大应力增大而增加。在初始循环周期内(104周),其电阻率增大,随后基本保持不变。 5.通过石墨材料在预疲劳一定循环周次后再拉伸的声发射行为研究了其疲劳损伤规律。发现预疲劳周次越长,加载的预疲劳应力越大,材料的疲劳损伤越大,拉伸声发射过程中的事件记数越少。
Pages76
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.imr.ac.cn/handle/321006/16859
Collection中国科学院金属研究所
Recommended Citation
GB/T 7714
宋宇阳. 多晶人造石墨材料的力学性能研究[D]. 金属研究所. 中国科学院金属研究所,2006.
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