电站大锻件转子钢25Cr2Ni4MoV疲劳门槛值的研究

讨论了疲劳门槛值ΔK_(th)作为一个设计准则或验收标准在电站大锻件上使用的重要性.但由于测试ΔK_(th)是一个费时耗资的实验,因此研究“冶金因素对转子钢疲劳门槛值的影响”意义在于累计数据、总结规律,找出适用于转子钢的经验公式,以便可以不用测试ΔK_(th),而从其它力学性能中求得。通过对25Cr2Ni4MoV 钢ΔK_(th)的测试研究,证明对于冶金质量较高的转子钢经过调质处理后,化学成份、冶金因素等对ΔK_(th)的影响是不明显的,可以用我们通过大量实验分析而总结出的经验公式初步估算:ΔK_(th)=10.3—0.0033σ_b(MPa m~(1/2))。     

25Cr2Ni2MoV钢焊接接头的超高周疲劳特性

对25Cr2Ni2MoV钢焊接接头开展常温拉压条件下的超高周疲劳试验,并对失效试样进行断口分析,研究焊接接头的疲劳失效机理。结果表明,疲劳寿命曲线呈现阶梯状:在高应力短寿命区,疲劳断裂发生在试样母材区较多,多为表面或次表面夹杂物裂纹萌生;在低应力长寿命区,疲劳断裂发生在试样焊缝区较多,多为内部气孔裂纹萌生。断口分析发现:缺陷(裂纹源)尺寸较小或者越靠近试样内部,疲劳寿命越长,且较小缺陷同内部较大缺陷具有相似的裂纹萌生潜力。通过有限元模拟疲劳试样内部微缺陷处的应力分布得出,焊缝区气孔和夹杂物周围的应力集中程度大于母材区夹杂物。结合断口分析发现,母材区弥散分布的粒状颗粒夹杂物数量较多,并且聚集起来会形成更大的缺陷,相比焊缝区夹杂物更容易萌生疲劳裂纹。     

焊前和焊后调质处理下25Cr2Ni4MoV钢焊接接头的组织及性能

对比研究了焊前和焊后调质处理条件下25Cr2Ni4MoV钢焊接接头的显微组织、力学性能和耐腐蚀性能,调质处理工艺为920℃×1 h油淬+580℃×2 h回火,焊接工艺为手工焊条电弧焊.结果表明:焊前调质处理的接头焊缝组织为板条马氏体+δ-铁素体+M23C6碳化物,焊后调质处理使焊缝中的δ-铁素体溶解,形成了板条马氏体+...     

422℃下1Cr11Ni2W2MoV焊接接头疲劳蠕变损伤研究

对航空用钢1Cr11Ni2W2MoV氩弧焊对接接头板试件进行422℃下的静载拉伸、裂纹扩展和蠕变试验试验,并对试验结果进行参数拟合。试验结果表明焊接接头的薄弱部位位于接头热影响区。通过对某航空发动机承力机匣的有限元分析,结合结构载荷谱和试验参数,采用线性累计损伤理论,对结构三处主要焊缝进行疲劳损伤、蠕变损伤以及疲劳蠕变交互损伤评定。计算结果表明,结构几何不连续引起的应力集中是引起损伤的主要原因。     

1Cr11Ni2W2MoV和16Ni3CrMoE两种钢的高温扭转疲劳性能研究

对1Cr11Ni2W2MoV和16Ni3CrMoE两种钢的高温扭转疲劳性能进行研究,采用三参数幂函数法拟合试验数据,并就温度、试样类型等因素对材料扭转疲劳强度的影响作简要分析.     

高匹配焊接接头不均匀体低周疲劳损伤研究

将高匹配的焊接接头抽象为软夹硬力学不均匀体，并运用材料应力幅的变化定义一个新的损伤变量，运用损伤力学的方法对高匹配的焊接接头力学不均匀体在低周疲劳载茶下的损伤行为进行研究。研究结果发现对于高匹配的焊接接头，在低周疲劳的载荷条件下，随着中间高强度的焊缝宽度的增加，焊接接头在断裂时的循环次数将下降，而接头中损伤的发展则在加快。     

25 Cr2 Ni2 MoV钢焊接接头循环变形行为的有限元模拟与分析

以25Cr2Ni2MoV汽轮机转子钢V形平板焊接接头为研究对象,考虑不同热影响区材料与母材的弹性模量比值、坡口角度及载荷特性（包括不同应力比、平均应力和应力幅值）等因素的影响,采用大型有限元软件ABAQUS和Chaboche循环本构模型对接头的循环变形行为、局部塑性变形分布及其随循环周次的演化特性进行了有限元模拟与分析。结果表明,随着热影响区材料与母材的弹性模量比值的增大,焊接接头整体抗拉和抗棘轮变形能力增强,发生局部破坏的可能性也随之增大;随着坡口角度的增加,焊接接头的抗拉性能和抗棘轮变形能力降低;应力比、平均应力和应力幅值越大,焊接接头越容易发生破坏。研究成果实现了对平板焊接接头结构及性能的初步优化,为提高该类焊接接头的设计水平提供了参考。     

应力比对25Cr2Ni2MoV钢焊接接头近门槛值区疲劳裂纹扩展曲线转折点的影响

在常温下采用逐级降载法进行不同缺口位置、不同应力比下25Cr2Ni2Mo V钢焊接接头的疲劳裂纹扩展试验,研究疲劳裂纹扩展曲线上近门槛值区转折点的变化规律。结果表明,焊接接头的疲劳裂纹扩展曲线在近门槛值区内存在一个转折点,其对应的应力强度范围随应力比的增大而减小,其大小为疲劳门槛值的0.5~0.8。近门槛值区疲劳裂纹扩展转折点前后扩展曲线斜率发生变化表明裂纹扩展机理的改变,热影响区缺口处的转折行为对疲劳裂纹扩展影响较小。应力比R低于0.5时,循环塑性区尺寸总体接近于材料特征组织尺寸;应力比R高于0.5后,两者偏差加大。应力比低于0.5时转折点对应的循环塑性区尺寸同特征组织尺寸接近,驱动力由ΔK控制向Kmax主导的转变是引起转折点随应力比变化的原因。     

应变强化022Cr17Ni12Mo2奥氏体不锈钢室温低周疲劳性能研究

采用MTS809伺服液压试验机、金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪,研究了应变强化022Cr17Ni12Mo2奥氏体不锈钢的室温低周疲劳性能。研究结果表明：与固溶处理（ST）试样相比,应变强化（PSS）试样显示了较低的全应变疲劳寿命。除预应变4%试样在应变幅0.25%以及预应变8%试样在应变幅0.25%,0.5%表现了连续的软化,ST与PSS试样在整个循环中显示了初始循环硬化的应力响应。ST和PSS试样的裂纹萌生、扩展模式均为穿晶扩展。采用Manson―Coffin方程对各试样的低周疲劳寿命进行了预测。     

低压转子钢30Cr2Ni4MoV动态再结晶行为研究

通过高温热力学模拟实验,研究了大型核电低压转子用钢——30Cr2Ni4MoV钢在850～1200℃、应变速率为0.01～1.00s-1变形条件下的高温变形行为,得到了该种钢在大型锻造件生产条件下的流动应力曲线。研究了发生动态再结晶的临界条件和显微组织,建立了30Cr2Ni4MoV钢的动态再结晶模型,初步确定了该种钢满足动态再结晶细化晶粒要求的合理锻造工艺区间。     

镁合金低周疲劳寿命预测模型探讨

通过铸造镁合金AZ91D和变形镁合金AZ31B室温环境下应力控制的低周疲劳试验,采用Basquin模型、SWT模型、应变能-寿命模型等模型进行了镁合金低周疲劳的寿命预测。在此基础上,基于连续介质损伤力学的不可逆热力学理论,将镁合金的低周疲劳损伤视为一个不可逆的耗散过程,用熵来反映系统的耗散过程,并以每一次循环的平均应变增量来反映平均应力对材料的影响,提出了一种新的镁合金低周疲劳寿命预测模型。用该模型进行了镁合金的低周疲劳寿命预测,预测结果与实测结果符合较好,同时相比上述其他模型,该模型具有较好的预测效果。     

一种2.25Cr1MoV钢加氢反应设备蠕变疲劳寿命设计方法

加氢反应器在服役过程中会受到高温高压和循环载荷的共同作用,设计时必须同时考虑蠕变和疲劳的影响。ASME规范案例2605提供一种针对2.25Cr1MoV钢的蠕变疲劳寿命设计方法。借助有限元分析软件ANSYS,采用案例2605中的方法对加氢反应设备圆柱筒体直接管结构进行蠕变疲劳寿命校核,详细阐述该案例的设计思想和具体步骤,并讨论操作温度和压力对于设计寿命的影响。结果表明,接管结构蠕变疲劳寿命校核满足要求,筒体与直接管连接处出现应力集中,由于蠕变应变的产生,应力集中处的应力值随蠕变时间的增加不断下降,蠕变损伤累积速度也随之下降。同时,提高操作温度和操作压力均会造成蠕变损伤的增加,疲劳应力幅对蠕变疲劳的寿命影响较大。针对模拟结果,提出一些提高结构蠕变疲劳寿命的措施。     

316L钢中温环境下应力控制的低周疲劳行为研究(二)

通过对316L钢在420℃环境下应力控制的低周疲劳实验，揭示和分析了316L钢在420℃环境下的弹性模量、全应变范围、塑性应变范围、塑性应变能及平均应变随加载历史和名义应力范围的变化特性，为以后的寿命评估模型提供依据。     

蠕变-疲劳载荷下25 Cr2 MoVA 钢的循环应力松弛行为

试验测试了500℃时高温螺栓材料25 Cr2 MoVA在应变控制的蠕变-疲劳载荷下的循环应力松弛行为,重点考虑了不同应变幅和峰值保持时间对材料应力松弛行为的影响。研究表明,保持阶段的蠕变变形和循环加载阶段的粘塑性变形共同加速了25 Cr2 MoVA的应力松弛速率,且应变幅小的时候,材料的循环松弛速率更大。