304不锈钢高温非比例多轴应变循环变形行为研究.pdf

第27卷第4期 核动力工程 V61．27．NO．4 2O 06 年8月 NuclearPower 0O 6 Engineerjng Aug．2 文章编号：0258-0926(2006)04-0044．06 304不锈钢高温非比例多轴应变循环 变形行为研究 张娟，高庆，康国政，刘宇杰 (西南交通大学应用力学与工程系．成都，6l0031) 摘要：为了对材料的高温应变循环变形行为进行精确的本构描述，在350cc和700℃下，对304不锈钢 在不同加载路径下的单轴和非比例多轴应变循环变形行为进行了实验研究。讨论了材料在不同加载路径及不 同工况下的循环硬化特性。研究表明：304不锈钢的高温非比例多轴应变循环变形行为具有明显的温度依赖 性和路径依赖性。研究结果为后续循环本构模型的建立提供了实验基础。 关键词：304不锈钢；非比例；多轴加载；高温；应变循环 中图分类号：TGll3．25文献标识码：A 1 前言 2实验材料与实验方法 经典的以单轴或比例加载实验为基础的本 2．1实验材料 构理论难以精确地描述金属材料在非比例循环加 实验材料为304不锈钢，其主要成份见表1。 载下的真实响应特性。近年来，对材料非比例循 将304不锈钢材料固熔处理(1l50℃下保温1h)后 环本构关系的研究已经成为国际圆体力学学科的 加工成单轴实心圆棒和多轴薄壁圆管试样。圆棒 难点和热点之一。一些学者对金属材料的非比例 试样工作段直径为8mm，长度为30mm；薄壁圆 应变循环变形行为进行了实验研究【l棚】，定义了不 管试样工作段内径为18mm，外径为21mm，长度 同形式的、描述不同路径下非比例循环附加硬化 为40mm。 的非比例度，并建立了相应的本构模型【9^1川。然 表l 304不锈钢的化学成份、州％ TabJel ofSS304 而，现有的研究大多是在常温下进行的，而实际 Chemist巧Composition StainlessSteel、vt／％ 工程构件有很多都是在高温下工作；另外，现有 元素 C Cr Ni Si 的非比例度和本构模型对于非比例多轴循环变形 含量 O．03 17．93 817 O．46 行为的描述还不够全面和精确Il引，还需要大量的 元素 Mn P S 实验和理论研究，特别是对高温非比例循环变形 含量 l 18 O．033 O．002 行为。 2．2实验方法 350℃和700℃是不锈钢构件在核反应堆中 的常见工作温度。因此，本文在这两种温度下， 上进行，使用标距为25mm的高温拉扭引伸计来 对304不锈钢应变控制下的单轴和非比例多轴循 测量应变，用Teststa滨验控制系统对整个实验过 环变形行为进行了系统的试验研究。研究表明： 程进行闭环控制数据采集。 304不锈钢的高温非比例多轴应变循环变形行为 2．3加载路径 具有明显的温度依赖性和路径依赖性。 在