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应变强化容器的优点

(1)轻量化
       无锡304不锈钢卷的屈强比低,按照常规设计方法得到的容器壁厚较大,造成材料浪费、设备增重,无锡304不锈钢卷的较高抗拉强度和极高的塑性储备没有得到利用,其塑性承载能力没有充分发挥。应变强化容器的设计思路是先设计后强化。即假定304不锈钢卷压力容器达到了强化后的预期强度,选择作为新的屈服强度,按照常规设计方法进行设计和制造。采用强化处理工艺使容器的总体应力水平达到或超过强化应力,根据凤计算容器应变强化处理时的强化压力。由于强化应力凤明显高于材料的初始屈服强度RDO.2,采用应变强化技术设计出的容器比按常规方法设计的容器壁厚减薄约1/3,容器重量大大减轻,同时大幅度的降低了材料成本。此外,由于容器在强化压力下发生了塑性膨胀,强化后容器的体积增大,容积增加约2%~10%。容器单位质量所能承载的液体量增大(即重容比降低),实现了轻量化。
(2)应力分布均匀化
       成形以及焊接等制造工艺都会使材料中产生少量残余压应力,容器成形后常需要进行去应力退火。强化过程中产生的拉应力抵消了制造过程产生的残余压应力,焊接残余应力也得到了一定的释放。应变强化使容器在强化压力下发生塑性膨胀,变形向约束作用最小的方向发展。由于没有外界的约束,各个方向的变形均匀,强化后各结构趋向于曲面,减缓了容器的应力集中及区域结构不连续。由于制造工艺及作用力的较大差异,容器各部分应力分布不均匀,加工程度较深的部位应力较高,未加工部位仍维持在较低的应力水平。强化应力一般高于成形及冷加工产生的作用力,应变强化后,容器各区域均达到强化应力水平,应力分布更加均匀。
(3)疲劳性能提高
       已有实验结果表明,应变强化可以提高304不锈钢卷材料的抗疲劳性能。强化后材料的屈服强度由R,眈提高到了R,卸载后重新加载,材料的应力在达到R前处于弹性状态,当加载应力超过R后才重新进入塑性。屈服强度的提高,使材料通过产生弹性变形而储存的能量增大,这部分能量能有效减少和调节因应力的变化而产生的能量冲击.应变强化后客器在完垒弹性状态下使用,由于没有新的塑性能量消耗,循环使用过程中没有斯的能量损失,从而使材料的疲劳性能得到改善,容器的使用寿命得到提高眦”.如固溶处理的ICrlSNi9Ti经60%变形后,其疲劳强度提高65%左右。