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奧氏體不鏽鋼管應力循環性能的解釋

在循環應力作用下,奧氏體不鏽鋼管的應變響應受應力幅度、平均應力、加載速率、加載路徑和溫度場的影響。

(1)在室溫單軸應力循環加載下,當應力水平高於屈服應力時,奧氏體不鏽鋼管的塑性應變沿平均應力方向累積,並可定義每個循環峰值應力對應的應變。棘輪應變。循環加載條件下,奧氏體不鏽鋼管的棘輪應變演化可分為三個階段:初始快速增長但緩慢增長率、穩定增長率(近似恒定增長率)和最終快速增長率(逐漸增長率)到FRA。故障階段。

(2)室溫下,奧氏體不鏽鋼管廠家的單軸棘輪應變累積水平隨應力幅和平均應力的增大而增大,隨加載速率的減小而增大。

(3)室溫多軸加載抑製了奧氏體不鏽鋼管的軸向棘輪效應。Hassan和Kyriakides[32]在室溫下對304奧氏體不鏽鋼管薄壁試樣在恒定內壓和軸向拉壓應力循環下進行了多軸試驗。結果表明,材料在等效軸向應力循環下的棘輪應變累積水平遠低於單軸加載下的棘輪應變累積水平。Kang等人[31]在室溫下對316L奧氏體不鏽鋼管薄壁試樣進行了非比例路徑應力循環試驗,觀察到軸向棘輪應變的累積水平比單軸加載時要低。

(4)隨著溫度的升高,奧氏體不鏽鋼管的棘輪效應趨於穩定,累積棘輪應變逐漸減小。Ruggles和Krempl分別在室溫拉伸至1%和823-923K後對304奧氏體不鏽鋼管進行了脈動應力循環。結果表明,在室溫下棘輪效應顯著,但高溫下沒有棘輪應變的積累。Kang等人結果表明,304奧氏體不鏽鋼管在673-873K溫度範圍內的棘輪效應與室溫相比不明顯。Taleb等人在623K下對304L和316L奧氏體不鏽鋼管進行了單軸和多軸應力循環試驗,觀察到很小的棘輪應變累積。值得注意的是,奧氏體不鏽鋼管在室溫下表現出顯著的二次循環硬化、高溫下的異常循環硬化和多軸加載下的附加循環硬化。這對材料的應變疲勞和棘輪疲勞行為有不同的影響:在應變循環下,材料的硬化使其需要承受較大的載荷來產生相同的變形,而高水平應力往往對應於較大的疲勞損傷和較短的疲勞。壽命;在應力循環下,材料的硬化使它們相同。在載荷作用下會產生微小的變形,減緩棘輪應變的累積,延長疲勞壽命。


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