超超臨界汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子用鋼裂紋擴(kuò)展行為研究.pdf

1、在高溫工程部件中存在著缺陷和瑕疵，在長(zhǎng)期服役情況下，這些缺陷可能萌生裂紋并逐漸擴(kuò)展。為了提高部件的可靠性和對(duì)其運(yùn)行壽命進(jìn)行較為精確的預(yù)測(cè)，有必要對(duì)其材料的高溫裂紋擴(kuò)展行為進(jìn)行研究。轉(zhuǎn)子工作在高溫應(yīng)力條件下，其裂紋擴(kuò)展行為受蠕變條件影響，同時(shí)由于電站更為彈性的服役模式導(dǎo)致更頻繁的啟停事件和更多的載荷變化情況，蠕變-疲勞也越來越影響裂紋擴(kuò)展行為。因此有必要對(duì)這兩種條件下的裂紋擴(kuò)展行為進(jìn)行研究。 本文對(duì)超（超）臨界汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子用鋼

2、1Cr10Mo1W1NiVNbN的裂紋擴(kuò)展行為進(jìn)行了研究。采取緊湊拉伸（CT）試樣，開展了600℃下的蠕變裂紋開裂擴(kuò)展試驗(yàn)和蠕變-疲勞裂紋開裂擴(kuò)展試驗(yàn)。采用直流電位法（DC）測(cè)定了不同條件下的蠕變裂紋擴(kuò)展速率，分析了不同應(yīng)力條件對(duì)裂紋萌生時(shí)間和擴(kuò)展速率的影響，擬合得到了不同條件下得裂紋擴(kuò)展速率公式。通過金相顯微鏡（OM）和掃描顯微鏡（SEM）觀察了不同試驗(yàn)條件的裂紋形貌，分析了蠕變（蠕變-疲勞）裂紋開裂擴(kuò)展方式。 研究結(jié)果表明：

3、初始應(yīng)力越高，蠕變裂紋萌生時(shí)間越短，裂紋擴(kuò)展初始速率越高，裂紋擴(kuò)展到相同長(zhǎng)度所需的時(shí)間也越短；應(yīng)力強(qiáng)度因子較好地描述了不同條件下本試驗(yàn)材料的蠕變裂紋擴(kuò)展速率；應(yīng)力強(qiáng)度因子較低的條件下，裂紋附近有比較明顯的蠕變孔洞，裂紋主要以沿晶方式擴(kuò)展；應(yīng)力強(qiáng)度因子較高情況下，裂紋以穿晶沿晶結(jié)合的方式擴(kuò)展。 蠕變-疲勞條件下，裂紋以沿晶穿晶混合方式擴(kuò)展。保持時(shí)間較短的情況下，蠕變-疲勞裂紋萌生所需時(shí)間也較短；隨著保持時(shí)間增長(zhǎng)，蠕變-疲勞裂紋萌生