30Cr1Mo1V转子钢蠕变-疲劳交互作用的实验研究

对30Cr1Mo1V转子钢进行了应变保持的蠕变一疲劳交互作用试验，试验温度为540℃和565℃，应变幅为0．6％～1．2％，拉压对称梯形波，保持时间为10s，20s，60s。对该材料蠕变-疲劳交互作用下的应力松弛现象及应变-寿命规律进行了研究。实验结果表明，随着控制应变幅的增加，第1、3阶段比例均呈增加趋势，第2阶段的比例呈现减小趋势：以应力下降比率作为参考变量，在整个寿命周期内，拉应力松弛与压应力松弛基本一致，应力下降比率基本相同。给出了基于应变范围划分法和基于频率修正的Coffin-Manson公式的寿命方程。从实验结果来看，将30Cr1Mo1V转子钢的使用温度提高到565℃是可行的。     

材料软化对转子钢蠕变和应力松弛特性的影响

汽轮机转子长期在高温,高压状态下运行,发生了材质软化现象,材质软化影响着材料的蠕变和松弛力学性能。该文对转子材料软化问题进行了研究,建立了硬度与蠕变和应力松弛性能之间的解析关系式。研究结果表明,随着材料的软化,硬度下降导致蠕变断裂寿命降低,最小蠕变速率增大,应力松弛加重。     

含缺陷在役P92蒸汽管道与时间相关的失效评定曲线及缺陷评定

基于服役30 000 h P92焊接接头610 ℃下高温短时力学性能试验和蠕变试验,获得了材料的稳态蠕变速率公式,并得到了相应的等时应力应变曲线。在此基础上建立了P92焊接接头时间相关失效评定图（TDFAD）。基于TDFAD分析讨论了不同应力水平下P92蒸汽管道环向外表面裂纹临界尺寸。研究发现：在较大裂纹尺寸与较低应力水平下,裂纹临界尺寸受时间影响显著;而在较大应力水平下,通用失效评定曲线（R6 option 1）与时间相关失效评定曲线（TDFAC）所确定的临界尺寸无明显差别。对长期服役于高温工况下的蒸汽管道使用TDFAC进行缺陷评定才能获得更安全的评定结果。     

基于核电标准的熔盐换热器应力分析

在熔盐反应堆中,熔盐换热器的设计温度较高,因此,高温下的容器材料将面临蠕变及蠕变—疲劳等失效问题。依据有关设计标准,按照应力设计准则、应变和变形设计准则、蠕变—疲劳设计准则,计算材料的强度极限。利用有限元分析软件进行建模与分析,按照ASME高温核电标准进行强度校核,确保核级设备的可靠性。     

P91钢蠕变-疲劳交互作用应变特征与寿命预测

对电厂用关键材料P91钢在546℃下进行应力控制的蠕变疲劳交互作用研究,分别对滞回线,全应变范围,平均应变和非弹性应变进行分析和讨论。基于应力控制蠕变-疲劳交互实验特点,考虑了上下保载时间对寿命的影响,采用改进型的频率修正法对P91钢进行寿命预测。研究结果表明:应力控制下的蠕变-疲劳交互作用,使P91钢呈现兼有循环蠕变与静蠕变的失效形式,随着循环数的增加,滞回线向右移动:非弹性应变影响了蠕变-疲劳交互寿命,其增长速率随着材料寿命的减小而增大。寿命预测结果与试验结果吻合较好,95%的数据点落于2倍误差带范围之内。研究结果为P91钢蠕变疲劳寿命预测提供了理论和实验基础。     

30Cr1Mo1V钢高温软化特性的试验研究

时效软化是高温长期运行部件的主要特征,软化意味着材料性能的降低。为了探讨长期高温时效对材料性能的影响,对30Cr1Mo1V转子钢进行了540℃、565℃和660℃下的无应力高温时效试验和540℃、565℃温度下的拉应力加速软化试验(即蠕变试验)。应力加速软化试验采用了中断试验以获得过程参数。试验应力为240MPa-320MPa。对试验试样的维氏硬度进行了检测。在时效试验的基础上,得到了无载荷作用时效条件下硬度与Larson-Miller参数间的关系。在应力加速软化试验基础上建立了应力、硬度与Larson-Miller参数间的关系。在分离温度、时间软化效应的基础上,得到了考虑应力的软化效应公式。     

2Cr11NiMoVNbNB钢蠕变损伤规律的研究

该文对2CrllNiMoVNbNB 钢进行了蠕变实验，试验温度为600℃，采用损伤力学的方法对该材料的蠕变试验数据进行了损伤规律分析研究，同时研究了该材料蠕交断裂时的总应变和应力的关系以及蠕变第二阶段起始时间与应力的关系。结果表明，按照时间分数得到的蠕变损伤和按照蠕变速度得到的蠕变损伤基本一致；在相同的寿命时间分数下，低应力对应的损伤也较大：随着应力的增大，蠕变断裂时的应变也增大，而第一阶段在整个蠕变过程中的比例减小。同时，给出了该材料的Kachanov蠕变损伤公式和Norton蠕变损伤公式的常数。     

600-650℃超超临界汽轮机转子材料的高温力学性能分析

为了实现转子材料的国产化,对钢的高温力学性能进行分析,通过蠕变试验和应力弛豫试验,研究了温度、初始应力对蠕变行为的影响,并分析了应力指数、表观激活能等特征值。     

镍基合金C276的高温蠕变性能和行为

材料问题尤其是燃料包壳材料是超临界水堆的两大难题之一。文中以包壳候选材料之一镍基合金C276为研究对象,对其在600~750℃/130~500 MPa条件下进行高温蠕变试验,考察温度和应力对蠕变过程的影响;分析稳态蠕变速率随应力和蠕变断裂时间的变化规律;揭示了蠕变断裂时间与应力间的关系;并比较了分别由Monkman-Grant经验公式和L-M参数法预测各温度的蠕变寿命的可靠性。结果表明:C276具有良好的高温蠕变性能,且600℃低应力水平及650~750℃下的稳态蠕变速率与所施加的应力在双对数坐标系下呈较好的线性关系,但在600℃高应力水平下偏离了这种线性关系。     

继电器触簧材料的应力松弛特性

继电器中接触簧片的接触压力是影响其触点接触可靠性的主要因素之一,由于接触簧片材料的应力松弛而使接触压力逐渐减小,接触电阻逐渐增大,进而导致接触失效.通过应用开发的弹性材料应力松弛测试系统,对继电器接触簧片材料进行加速应力松弛试验,找出短期的变化规律,以外推出长期的应力松弛量,为继电器的可靠性设计提供必要的依据.     

隧洞砂岩的温度-围压耦合时效性蠕变模型

为了研究高温和围压耦合作用下深部围岩的蠕变特性,采用MTS815.02岩石试验系统对砂岩进行不同温度作用下三轴蠕变试验。考虑在岩石蠕变过程中温度、围压和时间对岩石蠕变特性的影响,假定温度、围压和时间与损伤变量之间的关系满足负指数形式,进而将改进西原模型中蠕变参数进行非定常化,得到一种新型的岩石温度-围压耦合的时效性蠕变模型。结果表明：在不同温度作用下温度-围压耦合的时效性蠕变模型曲线与试验曲线有良好的吻合度,该模型不仅较好地描述岩石的衰减蠕变变形和稳定蠕变变形,也较好地反映了岩石在加速蠕变阶段的变形特性。同时,该模型很好地验证了温度、围压和时间对岩石蠕变特性的影响,进而也证明了所建立模型的正确性与合理性。     

HR3C/T91异种耐热钢焊接接头的力学性能及界面蠕变失效行为研究

针对新型奥氏体不锈钢HR3C与细晶粒强韧马氏体耐热钢T91异种钢焊接接头,采用手工氩弧焊接工艺、高温加速模拟、高温持久和常温力学性能试验研究HR3C与T91异种钢焊接接头的力学性能变化、高温强度、界面蠕变损伤及破坏特征.研究结果表明,焊前预热448 K,焊后不进行热处理条件下,接头的力学性能优异.加速模拟运行3004 h后,接头的力学性能仍然良好.而加速模拟运行5012h后,HR3C/T91界面发生了蠕变失效,蠕变裂纹在管接头内表面焊缝/T91界面形核、扩展,然后在管接头外表面T91的临界热影响区内发展,最后导致接头蠕变失效.拉伸和弯曲试验过程中,接头的强度和塑性下降严重,断裂位置均在焊缝/T91界面区域.因此,焊缝/T91界面容易发生早期蠕变失效.     

我国首台超临界机组X20CrMoV121钢受热面管状态分析

为全面了解火电厂X20CrMoV121钢受热面管长期运行后的安全状况,对某电厂X20CrMoV121钢末级过热器管及高温再热器管进行了力学性能测试、显微组织分析及高温持久强度试验。试验结果表明,运行管与原始管相比强度有所下降;沉淀相发生熟化,同时还出现了局部板条特征减弱,板条内出现亚结构,位错密度明显降低,且在亚结构内位错呈定向排列的趋势;高温持久强度仍然高于设计值。综合分析认为,经12万h运行后的X20CrMoV121钢管产生了一定程度的老化,但仍可满足设计工况下安全运行的要求。     

材料软化对转子钢蠕变和应力松驰特性的影响

汽轮机转子长期在高温、高压状态下运行,发生了材质软化现象,材质软化影响着材料的蠕变和松驰力学性能。该文对转子材料软化问题进行了研究;建立了硬度与蠕变和应力松驰性能之间的解析关系式。研究结果表明,随着材料的软化,硬度下降,导致蠕变断裂寿命降低,最小蠕变速率增大,应力松驰加重。     

基于损伤力学的电厂主蒸汽管道蠕变损伤有限元分析

电厂主蒸汽管道在长期高温高压条件下会发生损伤,进行其蠕变损伤分析以及寿命评估至关重要。该文基于修正的卡恰诺夫-拉包特诺夫(Karchanov-Rabotnov)本构方程,编制了用于计算管单元和三维单元的用户子程序,并且与ABAQUS有限元分析软件耦合。通过540 ℃下10CrMo910管材的蠕变试验,得到蠕变损伤力学本构方程中的材料参数,对热电厂高温主蒸汽管线的蠕变损伤进行模拟计算,得到了整体损伤分布和最大损伤部位。同时对管线中的薄弱部位异径管进行蠕变损伤分析,得到其损伤分布,讨论了损伤过程中应力再分布,实现了对高温主蒸汽管道整体以及异径管的寿命评估。     

火力发电厂一级过热器爆管分析

针对广东某火力发电厂2号锅炉一级过热器发生爆管的情况,通过化学成分分析,力学性能试验和金相试验,认定原管子材质符合设计要求,在金相试验中,发现爆管处存在大量蠕变孔洞及微裂纹,因而判定次爆管是由于管子在高温和应力的作用下而引起的蠕变脆性所造成的。     

IGBT功率模块加速老化方法综述

功率变流器的可靠性评估和寿命预测已经成为非常重要的研究课题。IGBT功率模块的大量使用在诸多领域里越来越广泛,它们的失效主要由热机械疲劳引起,而在正常工作运行时,这种疲劳老化过程很漫长。因此,为全面观察和探究功率模块的疲劳老化失效过程,需要设计加速老化试验以缩短研究周期。最普遍的老化试验方法是对器件施加热应力和电应力,对器件不断热冲击实现加速老化进程的目的。文中主要归纳分析了各种加速老化方法的目的和差别,并重点总结了功率循环加速老化方法在不同试验条件、失效方式、试验持续时间、试验电路设计、监测的电气参数和热参数等方面的不同,目的在于提出加速老化方法的一般步骤和需要考虑的问题。最后根据这些问题对加速老化方法的研究进行了展望,为IGBT功率模块乃至整个变流器系统的失效机理分析、可靠性分析、寿命预测、健康状态评估和状态监测的研究奠定了基础。     

多轴应力状态下P91钢蠕变寿命损耗的研究

根据单轴及多轴实验数据,运用ANSYS有限元方法,对高温P91钢蠕变进行研究。基于用户可编程特性,将含有损伤-硬化蠕变模型的程序写入ANSYS,该模型对含有第三区蠕变的模拟取得较好的效果。研究了在高温下金属材料多轴蠕变的骨点应力(Skeletal Point Stress)以及断裂时间与单轴蠕变的关系。对高温高压状态下弯头发生蠕变效应进行分析,指出蠕变效应对弯头部位应力变化的影响,通过对骨点应力的分析,得出弯头部件蠕变损耗的变化情况。研究结果为正确预测高温高压弯头部件的剩余寿命提供了理论依据。