蠕变-疲劳交互作用下P92钢的循环变形行为

在625℃下对P92钢进行了蠕变-疲劳试验,分析了应变幅(0.4%～1.4%)和保载时间(30～300 s)对P92钢循环变形行为的影响,探讨了蠕变-疲劳交互作用下的微观机制,并与低周疲劳试验进行了对比。结果表明：蠕变-疲劳交互作用引起P92钢从非Masing特性向Masing特性转变,且保载时间内的应力松弛导致蠕变-疲劳载荷下的循环软化加速;疲劳过程中P92钢微观结构发生非均匀变化,位错密度降低,最终形成长条状亚晶结构,而蠕变-疲劳过程中P92钢的微观结构变化和位错密度降低程度更加均匀、显著,最终形成等轴状亚晶或位错胞结构,并伴有沉淀物粗化现象。     

P92钢蠕变-疲劳试验的断裂特性分析

以P92钢为研究对象,进行600℃下应力控制的蠕变-疲劳交互作用试验;分别讨论了应力比、保载时间对试验寿命的影响,并对断后试样金相组织和SEM断口形貌进行对比。研究表明,在本试验条件下,应力比、保载时间与试验寿命成反比,且随着保载时间的增加,应力比对寿命变化的影响逐渐减弱;各工况下试样金相组织未发生明显变化,试样断裂特征表现为以蠕变损伤为主的延性韧窝断裂。     

P92钢的蠕变-疲劳损伤行为及蠕变-疲劳损伤本构模型的建立

对P92钢在600℃下进行应力和应变控制的蠕变-疲劳试验,分析了载荷水平、保载时间对蠕变-疲劳损伤的影响;结合应力控制下的蠕变-疲劳试验数据,在黏塑性统一本构理论框架下引入修正的Chaboche非线性随动硬化率及蠕变应变并考虑损伤演化规律,构建了基于Chaboche理论的耦合蠕变-疲劳损伤本构模型,模拟了P92钢的蠕变-疲劳循环曲线.结果表明:P92钢在600℃下表现为循环软化特性;在应力控制下,P92钢高位保载的损伤与平均应力呈正相关,而低位保载的损伤与平均应力呈负相关;在应变控制下,P92钢产生应力松弛行为,保载时间越长,应力松驰越明显;建立的蠕变-疲劳损伤本构模型可以较好地模拟P92钢的循环特性,对于蠕变-疲劳过程中应力模拟的最大相对误差为7.30％.     

P91钢的蠕变-疲劳交互作用研究现状

综述了国内外关于P91钢的蠕变-疲劳试验,以及前人在试验数据基础上开展的蠕变-疲劳交互作用研究和蠕变-疲劳寿命预测模型研究。综述前人的研究成果,得到了以下结论：应变控制的蠕变-疲劳试验,试验过程中保载时间会发生变化;应变控制的蠕变-疲劳试验认为蠕变与疲劳互相促进作用,应力控制的蠕变-疲劳试验认为疲劳抑制了蠕变;修正的延性耗损模型较适用于预测P91钢的蠕变-疲劳寿命;试验条件相同的情况下,对于CF（Creep-fatigue）试验与RF（Re-laxation Fatigue）试验,CF寿命明显小于RF寿命;利用ASME规范预测的寿命偏于保守,利用RCC-MR/DDS规范预测的寿命稍高于试验值。     

P92钢在蠕变-疲劳交互作用下的初始循环特性

在不同温度（500～675℃）和不同应变速率(5×10^-6～1×10^-4 s^-1)下对P92钢进行了单周期应变控制蠕变疲劳试验,研究了该钢在蠕变-疲劳交互作用下的初始循环特性,并建立相应的本构方程对其循环过程进行描述。结果表明：在保载阶段P92钢出现明显的应力松弛现象,当温度为500～650℃时,应力下降率相差较小,而当温度为675℃时,随着应变速率的增加,应力下降率增大;除675℃,1×10^-5 s^-1条件外,用由幂函数推导出的应力松弛模型模拟得到真应力和应力松弛值随保载时间的变化曲线与试验结果相吻合,相对误差小于4.28%。在加载和卸载阶段,在应变速率一定条件下,当温度不高于550℃时,温度对应力变化率的影响可以忽略,而当温度高于550℃时,温度的影响较大,当试验温度相同时,应变速率的影响不大;用Ramberg-Ostgood模型模拟得到真应力-真应变曲线和真应力-时间曲线与试验结果吻合,相对误差小于10.37%。     

国产P92钢的蠕变裂纹扩展行为研究

对国产P92钢开展了600℃蠕变试验,得到了蠕变变形曲线、蠕变指数和蠕变延性等,再在600℃进行蠕变裂纹扩展行为试验研究,得到了蠕变裂纹萌生时间和蠕变裂纹扩展速率与蠕变断裂力学参量C^*的关系,将国产P92钢的性能与BS 7910数据进行比较,评估NSW模型的预测效果,计算得到材料的蠕变断裂韧性。结果表明,蠕变裂纹萌生时间和蠕变裂纹扩展速率与蠕变断裂力学参量C^*之间有较好的双对数线性相关性。国产P92钢的蠕变裂纹扩展性能优于BS 7910中9%Cr钢的平均性能,NSW模型的平面应力预测结果与试验数据接近,材料的蠕变断裂韧性随着服役时间的增大逐渐降低。该研究结果可以用于评估长期服役高温结构的安全性。     

基于支持向量机的P91钢蠕变-疲劳寿命预测

以相关文献中关于P91钢母材和焊材蠕变-疲劳试验数据为样本数据，利用支持向量机方法，以保载时间为模型的输入特征参数，蠕变寿命或疲劳寿命为模型的输出特征参数，通过训练试验数据建立P91钢寿命预测模型，并用部分数据验证模型的预测能力。同时研究了不敏感系数对于模型推广能力的影响。结果表明，SVM方法可以用于预测P91钢的蠕变-疲劳寿命，且不敏感系数越小，训练样本数据时误差较小，但是模型泛化能力较弱；不敏感系数越大，训练样本数据时误差较大，但是模型泛化能力较强。     

P92钢的高温低周疲劳行为及寿命预测

采用RPL50型动蠕变试验机对P92钢进行630℃和不同应变幅下的低周疲劳试验,研究了P92钢的高温低周疲劳行为;基于塑性应变能密度与硬度、应力幅和低周疲劳寿命的关系,采用基于能量的硬度法对其低周疲劳寿命进行预测,并与试验结果进行对比。结果表明:P92钢是一种循环软化材料,其初始归一化应力幅随应变幅的增加而增加,且不同应变幅下的归一化应力幅均随循环周次的增加而降低;随着应变幅的增加,弹性应变幅保持稳定,塑性应变幅近似线性增加,软化率也相应增加,并最终稳定在0.3左右;硬度与应变幅满足良好的线性关系;基于能量的硬度法可以较准确地预测P92钢在630℃时的高温低周疲劳寿命,计算得到的预测寿命均位于试验寿命的±1.5倍标准偏差内。     

基于Time-Hardening蠕变模型和“骨点”应力方法预测P92钢缺口圆棒多轴蠕变寿命

提出一种用于预测金属缺口圆棒多轴蠕变寿命的方法。基于Time-Hardening蠕变模型,对缺口部位在蠕变过程中的应力分布进行了模拟。将蠕变过程中,缺口最小截面上应力不随时间变化的位置确定为"骨点"。然后借助光滑圆棒试样单轴蠕变试验的寿命-应力关系,使用"骨点"位置的等效应力预测缺口圆棒的多轴蠕变寿命。分别运用该方法和欧盟的多轴蠕变规范方法预测P92钢不同缺口半径的缺口圆棒试样多轴蠕变寿命。结果表明,该方法寿命预测精度与欧盟规范中的方法相当。本方法更加简便,方便工程应用。     

高温应变时效对P92钢高温低周疲劳性能的影响

分别在应力与应变控制下对P92钢进行550℃高温低周疲劳试验,研究该钢在不同应变幅(0.2％～1.0％)和应力幅(280～350 MPa)下的疲劳行为;对P92钢进行不同预拉伸应变(0～4％)和温度(250～350℃)下的应变时效处理后,研究该钢的高温拉伸与低周疲劳性能.结果表明:在应变控制下,P92钢的应变与疲劳寿命...     

超超临界锅炉P92钢焊接工艺及组织性能研究

通过试验和施工实践总结了P92钢焊接工艺的技术要点及焊接工艺,并对焊接接头的组织和性能进行了研究.P92钢具有良好的抗高温氧化和抗蠕变性能.合理的焊接工艺,可以保证焊接接头的性能与母材相同.600℃高温抗拉强度达到347 MPa,电子探针线扫描显示,化学成分均匀.     

超超临界锅炉管用T92／P92钢研究进展

四2／P92钢凭借优异的综合性能,现已成为超超临界机组锅炉主蒸汽管道的主要用钢。综述了近期国内外学者对T92／P92钢的研究概况,重点总结了材料的原始组织状态、蠕变或时效过程中的相变过程、材料强化机理、蠕变寿命预测及长时蠕变强度过早降低的原因,并对今后该领域的一些研究工作进行了展望。     

超超临界锅炉管道用T92/P92钢蠕变性能

T92/P92钢高温力学性能优异,是超超临界火力发电机组的高温锅炉管道、汽轮机关键部件的理想选材。该钢可以在580~625℃之间使用,为了确保发电机组的安全运行,研究T92/P92钢高温长时服役条件下的力学性能变化是非常必要的。分析、总结了T92/P92钢高温长时作用下的蠕变力学特性以及各国学者对T92/P92钢蠕变性能研究的发现和进展。     

P92钢焊接接头性能及其焊接材料研究进展

P92钢是近年来国内外迅速发展的新型铁素体耐热钢.综述了P92钢焊接接头性能及其焊接材料的研究进展.对蠕变性能的研究工作主要集中在蠕变断裂的产生机理、蠕变强度的提高措施、蠕变断裂的评估方式,疲劳性能的研究集中在硬度、温度对疲劳裂纹的影响.简单总结了韧性的改善途径.指出开发P92钢焊接材料的重点是同时保证焊接接头的蠕变性能和韧性.最后展望了P92钢焊接的研究方向和前景.     

T92/TP347H异种钢焊接接头的组织结构和力学性能

采用ERNiCr-3和ERNiCrMo-3两种镍基焊丝,GTAW法实现T92/TP347H异种钢管焊接。研究了接头的显微组织结构、熔合区(线)两侧的成分分布和接头的力学性能,以及焊后热处理对接头组织结构及力学性能影响等。结果表明:T92/TP347H异种钢接头T92侧热影响区(HAZ)主要由过热区、粗晶区及细晶区构成;TP347H侧HAZ没有明显晶粒长大的现象,但晶界、晶内有碳化物析出。两种焊丝焊接的T92/TP347H异种钢接头拉伸断裂面位于TP347H侧母材,焊缝强度较高;ERNiCrMo-3焊接接头的强度高于ERNiCr-3焊接接头,但塑、韧性不如后者。750℃,30 min焊后热处理,有助于降低T92侧HAZ硬度,改善接头的综合力学性能。     

T92钢时效硬度变化试验及蠕变寿命预测研究

硬度是衡量材料部件老化的一个重要指标，针对T92铁素体钢高温时效后的硬度变化做了详细的试验分析研究，归纳了硬度变化的原因，还对硬度法评估蠕变寿命进行了探讨，并结合试验数据，根据硬度法外推了T92钢的蠕变寿命。     

火电厂P92大口径厚壁管道焊接工艺重点及分析

针对P92大口径厚壁管道焊接施工中的接头冷裂纹、接头内部氧化、冲击韧性低等问题进行了分析,并基于分析结果提出了问题解决方法,最后对P92大口径厚壁管道焊接工艺各阶段的重点进行了说明,并通过了焊接试验验证。该P92焊接工艺重点研究及分析对于P92大口径厚壁管道焊接问题处理具有一定现实指导意义和应用价值。