国产P92钢低周疲劳性能与断裂特征研究

采用疲劳性能测试方法研究了应变控制下国产P92钢室温和600℃高温下的低周疲劳性能,并采用扫描电子显微镜对疲劳试样断口形貌进行了观察.结果表明:国产P92钢具有循环软化特征,应变幅和温度的提高是造成材料单轴疲劳寿命降低的主要原因;2种温度下疲劳裂纹均起源于表面,裂纹扩展为条纹机制;高温下具有较低的疲劳寿命是与氧化损伤、裂纹萌生扩展速率和材料的塑性变形密切相关的.     

压力容器用19Mn6厚板特殊性能研究

本文对锅炉压力容器１９Ｍｎ６厚板进行了示波冲击试验、落锤试验、室温和３２０℃的对比性低周疲劳试验以研究其低落曙韧性及低周疲劳特性，分析了温度对以冲击的能量、载荷及对低周疲劳特性的影响。试验结果表明，１９Ｍｎ６钢在一４０℃以上具有较好的韧性，其ＦＡＴＴ５０为－５℃，ＮＤＴ温度为－３５℃。在－８０℃至＋２２℃之间，尤其在一－４０℃以上，温度对动态屈服载荷、最大载荷、裂纹形成功影响不大，但对裂纹扩展功有     

启动工况下汽轮机转子疲劳寿命消耗和裂纹扩展量的计算

本文根据汽轮机转子材料30CrMoV钢低周循环疲劳和高温疲劳裂纹扩展试验,用暂态变物性温度热弹塑性有限元对冷态启动工况下的汽轮机转子进行应力场分析结果分别进行无裂纹转子疲劳寿命损耗和转子疲劳裂纹扩展估算,并对估算方法及应力强度因子计算进行了初步分析。     

免疫算法在汽轮机转子低周疲劳裂纹扩展速率中的应用

首次将免疫算法应用于汽轮机高中压转子钢(30CrlMolV)的低周疲劳裂纹扩展速率计算.根据断裂力学中Pairs公式(da/dN=c△kn).在此之上引用F.Jeglie的裂纹扩展模型,以低周疲劳裂纹扩展速率最小化为目标函数,基于免疫算法和遗传算子原理,通过MATLAB软件编程,计算出满足转子钢疲劳裂纹扩展速率的应力强度因子幅值、温度和材料参数的最优解.研究表明,基于免疫算法具有良好的搜索性能,能够较好地对汽轮机转子在复杂条件下的低周疲劳裂纹扩展速率进行准确的预测.     

12Cr1MoV钢焊接接头蠕变、蠕变～疲劳交互作用裂纹开裂和扩展特性研究

结合火力发电设备大型锅炉集箱管座焊接接头破裂情况,本文重点研究了12Cr1 Mov钢母材、手工焊的焊缝、热影响区的蠕变、蠕变～疲劳交互作用下裂纹开裂和扩展特性,同时也测定了母材、焊缝和热影响区的蠕变断裂韧性值,用来评定焊接接头抗蠕变脆性特性的好坏.另外还研究了回火温度对12Cr 1 MoV钢母材,焊缝和热影响区裂纹开裂和扩展及蠕变断裂韧性影响,从改善焊接接头抗裂纹开裂和扩展能力新观点出发,来确定焊后最佳热处理。     

长期运行后汽轮机转子裂纹扩展行为的研究

对运行16年的30Cr1Mo1V亚临界汽轮机高中压转子进行解剖试验,采用直流电位法对材料在538℃下的蠕变裂纹、蠕变-疲劳裂纹萌生与扩展行为进行了研究,分析了不同初始应力强度因子对蠕变裂纹扩展孕育时间和蠕变裂纹扩展速率的影响,并对高温段和低温段的相关性能进行了比较,研究了不同保持时间对蠕变-疲劳裂纹扩展行为的影响,同时还分析了不同条件下裂纹扩展行为的时间或循环相关性．结果表明：疲劳缩短了蠕变-疲劳裂纹的扩展孕育期,加速了裂纹的扩展;载荷保持时间较短情况下,蠕变-疲劳裂纹扩展行为与循环相关;栽荷保持时间较长情况下,裂纹扩展行为与时间相关．     

汽轮机转子初始裂纹高周疲劳安全性分析方法及其在焊接转子中的应用

介绍了汽轮机转子高周疲劳寿命的设计方法.提出了汽轮机转子初始裂纹高周疲劳安全性的分析方法,转子高周疲劳的平均应力σm、应力幅σA和应力强度因子范围AKI的计算方法以及转子钢疲劳裂纹扩展门槛值△KR的经验计算公式.给出了汽轮机转子初始裂纹高周疲劳安全性的分析思路、分析方法、评价判据以及半转速1 000 MW核电汽轮机焊接低压转子的高周疲劳安全性分析应用实例.结果表明:转子初始裂纹高周疲劳分析方法能够应用于汽轮机转子的安全性评价,并可以为汽轮机转子的结构优化和长周期安全运行提供依据.     

柴油机轴瓦失效和20钢疲劳特性的研究

本文研究了高速柴油机轴瓦的失效,讨论了20钢的疲劳裂纹扩展特性,并提出改进轴瓦材料的强度以防止其早期失效。     

国产SA-182F92钢冷裂敏感性研究

92级钢是在91级钢的基础上改良开发出来的新钢种,具有优良的高温强度和抗蠕变性能,其最高设计工作温度达625 ℃,主要用于超超临界压力锅炉中的高温部组件中.SA-182F92是92级钢中的合金锻件.通过插销冷裂纹试验、斜Y型坡口冷裂纹试验,系统研究国产F92钢冷裂敏感性及影响因素,并探讨冷裂纹萌生、扩展机制,为国产F92钢的生产应用提供了有力的技术支持.     

10Cr转子钢的低周疲劳特性试验研究

对国产转子钢14Cr10NiMoWVNbN和国外同种转子钢TOS107的拉伸性能及低周疲劳特性进行了试验研究,将国产和国外转子钢的循环特性、循环应力-应变特性及应变寿命特性进行了对比.结果表明:在室温及600℃下,国产和国外转子钢的拉伸强度无明显差异;国外转子钢的低周疲劳强度略优于国产转子钢.根据593℃下国产转子钢低周疲劳寿命的试验结果,通过虚拟应力转换并选取合适的安全系数,得到了10Cr转子的疲劳设计曲线,该曲线可用于估算10Cr钢制转子的疲劳寿命.     

晶粒度与固溶处理冷却速率对706合金力学性能的影响

晶粒度与从固溶处理温度冷却的速率对大型706合金锻件力学性能与组织的影响进行了研究。室温力学性能如：强度与断面收缩率随ASTM晶粒度的增加而增加，但室温下的延伸率与断裂韧性J1c不受晶粒度的影响。在△K低应力强度因子范围，400℃时的裂纹扩展速率随ASTM晶粒度的增加而增加；但在△K高应力强度因子范围，晶粒度对裂纹扩展速率没有影响，由于冷却速率的影响，强度、延伸率、断面收缩率与吸收功随固溶处理温度冷却速率的增加而增加。高温下的强度也有同样的趋势，但650℃时的塑性随冷却速率的增加稍微降低。650℃、690MPa下持久破断的时间随固溶处理冷却速率的增加而延长，但持久塑性却随冷却速率的增加而降低。这些结果与晶粒边界上δ相与η相的沉淀析出行为密切相关。     

P91主蒸汽管道焊接接头的蠕变特性和寿命估算

对P91钢母材和焊接接头进行持久试验,研究P91钢的蠕变特性,采用等温线法和L-M参数法对持久强度进行外推,进而对P91钢制主蒸汽管道的蠕变寿命进行估算.     

NiCrMoV型汽轮机转子焊接接头疲劳裂纹扩展门槛值试验研究

疲劳裂纹扩展门槛值是汽轮机低压转子损伤容限设计中不可或缺的性能参数,对NiCrMoV型汽轮机转子焊接接头的疲劳裂纹扩展门槛值开展了试验研究,分析了疲劳门槛值的变化规律及显微组织对扩展路径的影响。发现在较低的应力比条件下,焊缝区材料的疲劳裂纹扩展门槛值略高于母材,且随着应力比的增大,母材和焊缝材料的疲劳门槛值线性降低,且两者差异逐步减小。在较大应力比时,疲劳裂纹继续扩展困难,此时母材和焊缝的疲劳门槛值几乎相等。母材中疲劳裂纹扩展被细小弥散的碳化物抑制,焊缝中岛状的M/A组元也对裂纹扩展起到较大的抑制作用。本文的研究成果可为转子损伤容限设计提供直接的试验数据。     

1Cr10Mo1W1NiVNbN钢的蠕变及蠕变-疲劳裂纹扩展行为研究

采用直流电位法,对国内试制的某超超临界汽轮机高中压转子用1Cr10Mo1W1NiVNbN钢在600℃下的蠕变裂纹、蠕变-疲劳裂纹萌生与扩展行为进行了研究,得到了该钢在不同初始应力强度因子条件下的蠕变裂纹扩展孕育时间关系式和蠕变裂纹扩展速率关系式.研究了不同保持时间对蠕变-疲劳裂纹扩展行为的影响,同时还分析了在不同条件下裂纹扩展行为与时间和循环的相关性.结果表明:疲劳缩短了蠕变-疲劳裂纹的扩展孕育期,加快了裂纹的扩展速度;在栽荷保持时间较短的情况下,蠕变-疲劳裂纹扩展行为与循环相关;而在栽荷保持时间较长的情况下,裂纹扩展行为与时间相关.     

高温氧化对30Cr1Mo1V钢蠕变-疲劳裂纹扩展速率的影响

在室温、540℃和650℃下,分别研究了空气或氩气气氛中氧化对30Cr1Mo1V钢蠕变-疲劳裂纹扩展速率的影响.结果表明:在高温下,在空气中和加载频率较低时,30Cr1Mo1V钢的裂纹扩展速率均明显增加.在加载过程中引入保载时间,空气中30Cr1Mo1V钢的裂纹扩展速率明显高于惰性环境中,说明氧化影响着疲劳裂纹扩展行为.在惰性气氛中,裂纹扩展速率随保载时间的延长而增大.在空气中,当保载时间超过60 s时,裂纹扩展速率随时间呈线性比例增大,表明此时裂纹扩展行为与时间因素相关.     

国产T91钢管手工氩弧焊接头的高温性能

上海宝山钢铁股份有限公司生产的60.3×8mm的T91钢管进行了化学成分、力学性能、金相组织、持久强度的试验,并对母材及手工氩弧焊接头的T91钢管进行了时效试验和时效后的力学性能、金相组织测定。试验结果表明上海宝山钢铁股份有限公司生产的60.3×8mm的T91钢管其化学成分、力学性能、金相组织均满足标准GB5310-1995的要求。     

全循环周期和保载时间对P91钢蠕变-疲劳裂纹扩展行为的影响

在620℃下对P91钢进行了蠕变-疲劳裂纹扩展试验,研究了全循环周期对裂纹起裂时间的影响,并讨论了不同保载时间下的裂纹扩展规律。结果表明:在单对数坐标下裂纹起裂时间与全循环周期呈线性关系;当全循环周期小于20 s时,裂纹起裂循环次数不随全循环周期变化;采用断裂参量ΔK表征裂纹扩展速率时,裂纹扩展速率随保载时间的增加而增大,但随ΔK的增大先减小后增大;断裂参量(C_t)_(avg)可较好地关联不同保载时间的平均裂纹扩展速率。     

锻造对汽轮机叶片钢力学性能的影响

通过对汽轮机叶片钢1Cr12Ni3Mo2VNbN的原钢锭及其经锻造后的叶片进行性能热处理,以制取两种状态的试样,系统研究了锻造历史对示波冲击、低周疲劳、疲劳裂纹扩展速率、断裂韧性的影响.结果表明,材料经锻造后,总的冲击功不变,但裂纹形成功随之增大,构件的安全性增加,疲劳性能得到改善,△KIC值降低0.8%,疲劳裂纹扩展速率明显缓慢,J积分值大幅度增大,J积分较KIC有更好的适用性.     

SA-335P92钢的焊接

针对在SA-335P91钢的基础上改良开发出来的新钢种SA-335P92钢,进行了2次焊接工艺评定试验.结果表明:该钢种具有优良的高温强度和抗蠕变性能,最高设计工作温度达625℃,可应用于超超临界压力锅炉中的末级过热器集箱、末级再热器集箱和主蒸汽管道等部件.采用较小的焊接线能量、严格控制层间温度及采用合适的热处理规范,有利于获得良好的SA-335P92钢焊接质量.     

30Cr1Mo1V转子钢低周疲劳性能及损伤演变规律研究

对３０Ｃｒ１Ｍｏ１Ｖ转子钢进行３组不同温度的低周疲劳试验，分析了该转子钢低周疲劳特性，给出了应变——寿命关系式，讨论了该转子钢的循环特性，推导了该转子钢在各个温度下的应变疲劳损伤演变方程和寿命估算方程。