P91鋼高溫蠕變行為表征技術研究.pdf

1、為了研究服役構件的蠕變損傷行為，本文采用磁性檢測法、X射線衍射法以及硬度法等方法來表征P91鋼在不同蠕變狀態(tài)下的損傷情況。首先對P91鋼進行高溫單軸拉伸試驗，得到不同溫度下P91鋼的高溫力學性能。隨后，通過給定條件下高溫蠕變持久試驗，得到了所需的蠕變曲線和試樣的斷裂時間。根據完整的蠕變曲線，在各蠕變階段選取間斷時間點進行蠕變間斷試驗，制備不同蠕變狀態(tài)下的損傷試樣。最后利用磁滯回線檢測、X射線衍射檢測以及硬度檢測對蠕變試樣的損傷狀態(tài)進行參

2、數化表征，并結合金相觀察以及斷口組織觀察，進一步驗證參數化表征的準確性。具體的研究內容與結論如下:
　　1)高溫單軸拉伸試驗得到P91鋼在620℃和600℃條件下的力學性能，包括抗拉強度σb、屈服強度σ02、彈性模量E以及延伸率δ。通過蠕變持久試驗獲得了620℃、145MPa和600℃、175MPa條件下的蠕變曲線和斷裂時間，并獲得蠕變間斷試驗的時間，進而通過蠕變間斷試驗制備損傷試樣。
　　2)磁性檢測、X射線衍射以及硬度法

3、檢測的結果顯示:磁性參數矯頑力（Hc）、剩磁（Br）以及最大磁導率（μm）隨著蠕變時間的變化趨勢，半寬高(FWHM)、位錯密度(ρ)隨蠕變時間的變化趨勢，以及硬度值（HV）隨著蠕變時間的變化趨勢均呈現先上升后下降的趨勢。結合金相以及斷口組織觀察，結果顯示:上述三種檢測方法可以較好地表征高溫下的蠕變損傷狀態(tài)。
　　3)通過對上述三種測量結果的全面分析，結果表明:磁性檢測方法中磁性參數受材料的化學成分以及結構影響，且測量簡單，但在短時

4、蠕變損傷中，表征參數對材料內部組織的演化情況不夠敏感;X射線衍射方法較為成熟，但其適用于應力急劇變化且范圍較小時，且局限于測量構件表面的損傷狀態(tài)，并對人體健康具有一定的危害;硬度檢測法簡單易行，但硬度參量是反映材料內部組織演化以及材料性能的間接參量，一般作為參考指標來使用。
　　綜上所述，本文采用的磁性檢測法、X射線衍射法以及硬度法均實現了對P91鋼不同蠕變狀態(tài)的參數化表征，且每種方法各有優(yōu)缺點。其中，磁性檢測法能夠更直接地反映P