金属尘化腐蚀层内应力的有限元模拟计算.pdfVIP

r I第30卷 _L V01．30 ■ JOURNALOFJIANGSU UNIVERSITY(NaturalScienceEdition) doi：10．3969／j．issn．1671—7775．2009．06．010 金属尘化腐蚀层 内应力的有限元模拟计算 胡桂 明，周 昌玉，陈 成，康元浩 ，雷 娜 (南京工业大学 机械与动力工程学院，江苏 南京 210009) 摘要：通过低合金 CrSMo在600oC，H 一CO混合气氛 中的尘化腐蚀试验 ，得到碳在 Cr5Mo中的扩 散系数，在此基础上，利用大型有限元软件 ABAQUS及其 自编用户子程序 (USDFLD，UEXPAN和 UDIFF)，开发了热 一弹一塑一扩散耦合计算程序 ，对 Cr5Mo尘化腐蚀层 内应力进行了有限元模拟， 并与不考虑扩散应力的内应力进行了比较．研究结果表明：Cr5Mo在尘化腐蚀过程中因碳的扩散而 引起的扩散应力水平比较高；高应力区主要集中在腐蚀层表面和腐蚀层／基体界面处；扩散应力在 最终的尘化腐蚀层内应力中占有相对比较大的比重，是导致腐蚀层开裂和剥落的重要原因之一． 关键词：金属尘化；腐蚀；有限元；应力；耦合 中图分类号 ：TG457 文献标志码 ：A 文章编号：1671—7775(2009)06—0582—05 Finiteelementsimulati0n f0rinternalstressofmetal dustingcorrosion layer HuGuiming，ZhouChangyu，ChenCheng，Kang Yuanhao，LeiNa (SchoolofMechanicalandPowerEngineering，NanjingUniversityofTechnology，Nanjing，Jiangsu210009，China) Abstract：Basedonthecarbondiffusivityobtainedfrom themeta1dustingcorrosionexperimentofCr5Mo at600oC inH2／CO mixturegas，acouplingcalculationmethod forthermal—elastic-plastic—diffusionhas 第 6 ． beendevelopedwithABAQUSfiniteelementcodeanditsusersubroutinesofUSDFLD，UEXPANand UDIFF．Accordingtothismethod，theinternalstressofmetaldustingcorrosionlayerofrCr5Mowas simulatedandcomparedwiththatwithoutconsiderationofdiffusion—inducedstress．Theresultsshow that thecarbondiffusion-inducedstressduringtheprocessofmetaldustingisinahigherleve1．Thesurfaceof metaldustingcorrosionlayerand the interfacebetweenthislayerandbasematerialarethemainhigh stresszone．Thediffusion—induced stresspossessesa high percentin thefinalinternalstressofmetal dust