超超臨界汽輪機高中壓轉(zhuǎn)子用鋼裂紋擴展行為研究.pdf

1、在高溫工程部件中存在著缺陷和瑕疵，在長期服役情況下，這些缺陷可能萌生裂紋并逐漸擴展。為了提高部件的可靠性和對其運行壽命進行較為精確的預(yù)測，有必要對其材料的高溫裂紋擴展行為進行研究。轉(zhuǎn)子工作在高溫應(yīng)力條件下，其裂紋擴展行為受蠕變條件影響，同時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展行為。因此有必要對這兩種條件下的裂紋擴展行為進行研究。 本文對超（超）臨界汽輪機高中壓轉(zhuǎn)子用鋼

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

3、初始應(yīng)力越高，蠕變裂紋萌生時間越短，裂紋擴展初始速率越高，裂紋擴展到相同長度所需的時間也越短；應(yīng)力強度因子較好地描述了不同條件下本試驗材料的蠕變裂紋擴展速率；應(yīng)力強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展；應(yīng)力強度因子較高情況下，裂紋以穿晶沿晶結(jié)合的方式擴展。 蠕變-疲勞條件下，裂紋以沿晶穿晶混合方式擴展。保持時間較短的情況下，蠕變-疲勞裂紋萌生所需時間也較短；隨著保持時間增長，蠕變-疲勞裂紋萌生