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板-翅结构的换热器基于高效紧凑的特点,在一体化高温系统中越来越受到青睐。在新一代的高温气冷堆中,板-翅结构不但是最为可行的换热单元形式,而且直接决定了反应堆的能量转换效率。作为换热器设备的两个核心指标,高效换热与结构可靠性总是相辅相成并相互制约。紧凑板翅式换热器主要采用钎焊封装连接,其钎焊连接区域是换热器最薄弱的环节。钎料在钎焊接头中起连接作用,其性能制约着钎焊结构的力学性能,从而可知钎料和钎焊接头的性能决定了换热设备甚至整个系统的安全可靠运行性能,因此对于钎料和板翅钎焊结构力学性能的研究具有重要意义。本文基于纳米压痕理论,通过采用理论分析、数值模拟和实验研究相结合的方法,研究BNi-2铸态钎料和SS316L/BNi-2不锈钢钎焊接头的力学性能,主要研究工作及相关结论如下:(1)基于纳米压痕理论,获得了BNi-2铸态钎料的硬度和弹性模量,对比拉伸实验,证实了纳米压痕法测试材料力学性能的可行性。基于M.Dao的模型,采用压痕做功法,通过一系列无量纲方程反推获得了BNi-2铸态钎料的塑性性能参数;结合有限元数值模拟和实验研究,通过反复修正材料的特征应力和特征应变,获得铸态钎料精确的应力应变本构关系,完善了BNi-2钎料常温下力学性能参数。(2)在获得BNi-2铸态钎料力学性能的基础上,采用同样的方法对SS316L/BNi-2不锈钢钎焊接头进行了研究。获得了钎焊接头各微区纳米压痕载荷位移响应,结合微观组织分析,对比分析了铸态钎料及钎焊接头各微区的特征和性能。(3)根据钎焊接头实际情况,建立接头各微区2-D和3-D有限元模型,结合纳米压痕实验,获得钎焊接头各微区的应力应变本构关系以及SS316L/BNi-2钎焊接头的力学性能,并且建立了钎焊接头各微区之间的联系。(4)研究了压头尖端半径、压头与被测材料间的摩擦因数对纳米压痕实验结果的影响,分析了压痕尺寸效应对BNi-2铸态钎料和SS316L/BNi-2钎焊接头各微区性能的影响,并从机理上解释了压痕尺寸效应形成的原因。