高溫蒸汽環(huán)境對電站鍋爐管材料應(yīng)力腐蝕裂紋擴展影響研究.pdf

1、金屬材料高溫下的性能是限制先進超（超）臨界機組發(fā)展的關(guān)鍵問題，其中鍋爐管材料在極端高溫高壓超臨界水環(huán)境中的應(yīng)力腐蝕開裂問題尤為關(guān)鍵。在極端惡劣工況下，一旦結(jié)構(gòu)材料發(fā)生開裂問題就會導致嚴重的安全事故，直接影響發(fā)電機組的安全可靠運行。因此，著手研究鍋爐管材料在高溫蒸汽環(huán)境下應(yīng)力腐蝕裂紋裂紋擴展的影響機理十分必要。
　　論文對鎳基合金Inconel625在700℃、725℃、750℃下，溶氧量0～8000ppb高溫蒸汽環(huán)境進行了兩組應(yīng)力

2、腐蝕裂紋擴展試驗研究，采用恒應(yīng)力強度因子力學加載，并利用直流電位降法(DCPD)對開裂速率進行在線監(jiān)測。實驗結(jié)束后將試樣拉斷，利用掃描電鏡SEM觀察斷口微觀形貌。實驗結(jié)果表明，鎳基合金Inconel625試樣斷口均呈現(xiàn)出典型沿晶應(yīng)力腐蝕開裂形貌。溫度升高、溶解氧含量增大均加速了裂紋擴展的進程，溶氧量小于4000ppb時，裂紋擴展速率變化較為緩慢;當溶氧量從4000ppb增加到8000ppb時，裂紋擴展速率急速上升。高溫蒸汽中試樣的裂紋擴

3、展速率略高于高溫空氣，并且在溫度越高的情況下，蒸汽環(huán)境相比于空氣環(huán)境中裂紋擴展速率的倍數(shù)越小。
　　在裂尖應(yīng)變理論基礎(chǔ)上，以高溫氧化作為裂紋擴展的控制因素之一，對鎳基合金Inconel625裂紋CGR進行模型推導，分析了不同模型中材料裂尖應(yīng)變的敏感度。并在700℃、750℃空氣、蒸汽條件下，對材料裂紋擴展速率進行計算。發(fā)現(xiàn)溫度和介質(zhì)環(huán)境均加速了裂紋擴展的進程。同時，將實驗結(jié)果與理論計算結(jié)果對比分析，發(fā)現(xiàn)基于GZH模型下實驗數(shù)據(jù)點很