环形炉内罩用310S耐热不锈钢的蠕变寿命预测

在同一温度、不同应力下对钢厂环形炉内罩材料310S不锈钢进行蠕变试验,建立了310S钢在该温度下不同应力的寿命曲线方程,采用两种不同的寿命预测方法(θ-投影法和L-M参数法)对该钢的蠕变寿命进行了预测,并与实际使用寿命进行了对比。结果表明:两种预测方法的预测结果基本一致,吻合较好,但θ-投影法的预测结果更准确。     

GH4169合金的高温应力松弛行为及蠕变本构方程

针对涡轮盘用GH4169合金,在不同温度(550,650,750℃)下开展了应力松弛试验,并根据应力松弛曲线建立了蠕变本构方程。结果表明:GH4169合金在不同温度下的应力松弛曲线呈现出相同的特点,整个应力松弛过程可以分为快速松弛和缓慢松弛并趋于稳定两个区段;拟合曲线与试验曲线的符合程度表明二阶指数衰减函数可以很好地用来描述该合金的应力松弛过程;不同温度下应力-蠕变应变速率关系曲线可划分为低应力区、过渡区和高应力区三个区段,在低应力区与高应力区,应力与蠕变应变速率关系基本呈线性相关;通过Origin8.0软件对应力-蠕变应变速率关系曲线进行拟合得到了不同温度下的材料常数,建立了该合金的蠕变本构方程。     

基于修正θ投影法的T91/12Cr1MoV异质接头寿命的预测

基于蠕变试验数据,采用修正θ投影法,建立了低匹配T91/12Cr1MoV异质接头的蠕变方程,并根据该方程对低应力水平下该接头的蠕变寿命进行了预测,预测结果与试验结果吻合较好。     

P91钢高温蠕变数值模拟与实验研究

P91钢是火力发电机组中高温部件的重要材料,研究其蠕变性能对高温部件的寿命评估有重要意义。研究了P91钢在实验温度为620℃,试验应力分别为145,155和164 MPa下的蠕变曲线,基于损伤力学的方法建立了Kachanov-Rabotnov蠕变本构模型。通过对Norton方程、Kachanov-Rabotnov蠕变本构模型与实验数据比较得出:两者预测的P91钢断裂寿命与实验数据相差不大,最大误差小于7%;Kachanov-Rabotnov本构模型蠕变曲线要优于Norton方程得到的蠕变曲线,并且Norton方程所得到的蠕变曲线要比试验曲线偏低,预测的蠕变过于保守。     

2Cr11NiMoVNbNB钢蠕变规律的研究

在温度600℃下进行2Cr11NiMoVNbNB钢的蠕变试验，采用损伤力学的方法对该材料的蠕变试验数据进行分析研究。结果表明，按照Kaehanov公式推导的由时间分数得到的蠕变损伤和按照Norton公式推导的由蠕变速度得到的蠕变损伤基本一致，而Kachanov蠕变损伤公式稍安全一些。同时，采用θ函数法对蠕变曲线进行研究，得到各θ参数与应力的关系，并且比较Norton稳态蠕变速度和采用θ函数法得到的最小蠕变速度，结果表明，两者基本一致。     

铍青铜C17500应力松弛特性研究

铍青铜C17500作为超导材料用于电力连接器的弹簧触指。为了预防弹簧触指的应力松弛现象,从铍青铜材料本身应力松弛特性入手研究,建立基于Norton蠕变理论的单轴应力松弛模型,并结合Arrhenius理论进行模型改进。通过不同载荷和不同温度下的铍青铜应力松弛试验,拟合出改进的应力松弛本构方程,得出不同载荷和不同温度下模型参数的预测曲线,依据预测曲线实现对铍青铜材料在特定温度下不同应力水平的应力松弛特性分析。     

丁基橡胶粘弹性材料的非线性蠕变行为

对丁基橡胶粘弹性材料进行了不同温度、不同载荷下的蠕变试验,并用经典的线性粘弹性模型预测该材料的蠕变曲线,采用时间-应力等效原理分析材料的非线性蠕变行为.结果表明:参考应力下归一的等效柔量主曲线可用线性模型去描述.     

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%。     

基于蠕变公式的时效应力松弛行为预测模型

研究时效成形过程蠕变与应力松弛行为的关联规律及其转换模型。通过分析金属材料蠕变与应力松弛行为的产生机理及其相互关系,分别建立基于加工硬化假说和时效假说的蠕变-应力松弛基本转换模型。在此基础上,针对蠕变/应力松弛时效成形过程将蠕变与时效同步进行的特征,进一步建立基于蠕变公式的时效应力松弛行为预测模型。以铝合金7055T6为试验材料,在120℃时效温度下分别进行不同应力水平下的蠕变与应力松弛试验,利用SPSS和Origin软件,开展蠕变本构方程中的材料常数拟合分析,并引入时效应力松弛预测模型,实现对应力松弛行为的预测。经不同应力水平下的预测结果与试验结果对比分析表明,该模型能较好地实现对时效成形过程中的应力松弛行为预测。     

Sanicro25奥氏体耐热钢高温蠕变寿命的预测

新型奥氏体耐热钢Sanicro25(UNS S31035)适用于温度高达700℃的超超临界火电机组的高温构件——过热器和再热器管等,其蠕变寿命的预测对电厂的生产安全具有一定的理论和现实意义。基于Sanicro25钢在700℃以上三个温度和四个应力水平下的蠕变试验数据以及Sandviken公司的蠕变试验数据,分别求取基于时间温度参数法的Manson-Harferd(MH)模型、基于蠕变损伤力学的改进的Kachanov-Rabotnov(KR)模型,以及基于幂律蠕变控制孔洞长大理论的蠕变延性模型的参数,利用外推法和有限元模拟技术,获得了700℃以上的基于三个本构模型的时间-应力曲线,并分析探讨三个本构模型对Sanicro25钢的长时低应力下的蠕变寿命的预测效果。研究发现,在温度高达700℃以上时,蠕变延性模型更加适用于Sanicro25钢的长时蠕变寿命的预测。     

基于参数Z_c预测25Cr35Ni耐热钢的蠕变行为与持久寿命

在不同温度T和不同应力σ下对25Cr35Ni耐热钢进行蠕变试验,引入参数P对不同蠕变应变下的温度和时间进行归一化处理,分析了(P,σ)数据点随蠕变应变的变化规律,引入参数Z_c分析了数据的分散程度并使用蠕变应变为5.0%下的试验数据对持久寿命进行了预测。结果表明:随蠕变应变的增加,σ-P曲线趋近于断裂曲线,Z_c先迅速增大后趋于稳定,(P,σ)数据点与其对应拟合曲线的偏差减小;基于Z_c参数法预测得到的持久寿命与实测持久寿命接近,数据分散程度较小。     

高温316L钢非线性疲劳蠕变损伤演化模型及其应用

为了研究高温两级和多级疲劳蠕变载荷作用下计及载荷历程效应的寿命预测方法,文中首先基于韧性耗竭理论提出一种非线性疲劳蠕变损伤演化模型,并通过316L不锈钢高温单级应力、温度疲劳蠕变试验,确定模型中的损伤指数,以该损伤模型结合多级加载的损伤破坏准则对高温两级应力、温度疲劳蠕变载荷作用下316L钢的寿命进行预测,得出与试验较...     

采用不同方法预测10Cr9MoW2VNbBN钢蠕变曲线的比较

采用θ投影法和自行建立的复合修正模型对10Cr9MoW2VNbBN钢的蠕变曲线进行了预测,并与600℃和650℃时的蠕变试验数据进行了对比。结果表明:θ投影法能较好地描述蠕变应变与时间的关系,但对蠕变速率与时间的关系不能客观描述;自行建立的复合修正模型能够更客观地描述试验钢真实的蠕变行为;但基于复合修正模型的蠕变曲线结合断裂应变进行持久寿命外推时,其外推值高于真实值。     

基于小冲杆试验技术的在役火电机组高压导汽管蠕变特性研究

采用小冲杆蠕变试验技术对某火电机组高压导汽管道开展566℃温度下的蠕变试验,得到了不同应力水平下挠度随时间的变化曲线。为了获得该材料的稳态蠕变特性,采用了Chakrabarty薄膜延伸模型和逆向有限元法对小冲杆蠕变试验结果进行了分析研究,获得了Norton方程中的材料参数A和n。同时对单轴蠕变试验与小冲杆分析试验获得的材料参数进行对比分析,结果表明小冲杆蠕变试验分析结果与单轴蠕变试验结果基本符合,但不同的分析方法获得的结果精度有所不同。     

应力水平对In783合金蠕变性能和蠕变机制的影响

在620℃,对In783合金进行不同应力水平下的单轴拉伸蠕变试验,获得了该合金的Norton-Bailey本构参数;研究了应力水平对合金蠕变性能和蠕变机制的影响,并观察了合金在典型应力水平下的位错特征。结果表明:在不同应力水平下,合金的本构参数并不相同,高应力区的应力指数比低应力区的大;Norton-Bailey本构方程能较好地描述低应力区的蠕变曲线,但不能很好地描述高应力区的蠕变曲线;不同应力水平下本构参数不同的本质原因是蠕变机制不同,高应力区的蠕变机制以位错绕越第二相粒子为主,低应力区的蠕变机制以位错热激活攀移为主。     

含硼不锈钢的热变形行为

在304不锈钢成分基础上,添加了质量分数1.96％的硼元素,采用真空感应熔炼技术制备含硼不锈钢,对该钢进行单道次热压缩试验,研究了该钢在900～1150℃ 和应变速率0.1～10 s-1条件下的热变形行为;根据试验数据,基于Arrhenius方程并结合5次多项式拟合建立该钢的热变形本构模型,对加工硬化率-真应力曲线进行分析确定该钢发生动态再结晶的临界条件.结果表明:在试验参数下热压缩后,含硼不锈钢的流变应力-应变曲线为典型的动态再结晶型,软化机制以动态再结晶为主;随着变形温度的升高或应变速率的减小,试验钢的峰值应力及其对应的真应变降低;采用所建立的热变形本构方程计算得到的真应力-真应变曲线与试验测得的相吻合,平均相对误差绝对值为2.76％,说明该本构模型能够准确预测含硼不锈钢的热变形行为;变形温度较高、应变速率较小时,该钢较易发生动态再结晶.     

热采井口装置材料30CrMo的拉伸及蠕变性能研究

针对油田热采井口装置服役寿命的评价问题,对其材料30CrMo进行了拉伸和蠕变性能研究。通过拉伸试验获得材料的常温和390℃下的力学性能;进行该材料在390℃、五个不同应力下的蠕变试验,并对试验数据进行Norton-Bailey方程拟合,得到了低应力区和高应力区蠕变本构方程;对原始试样和五个蠕变后的试样进行扫描电镜和透射电镜观察,发现材料长期处于390℃温度下,晶体内的碳元素扩散造成基体上析出物数量的增多及颗粒的增大,导致材料强度的下降;材料30CrMo在低应力区和高应力区的蠕变微观组织变化机理不同,低应力区以位错热攀移为主,高应力区以Orowan绕越方式为主。     

15-15Ti奥氏体不锈钢的蠕变性能

在600,650,700℃下对国产15-15Ti不锈钢进行不同应力水平的蠕变试验,观察了蠕变断口形貌,研究了该钢的蠕变变形机理与断裂机理。结果表明:在不同温度和应力下,15-15Ti不锈钢的蠕变曲线可以分为减速蠕变、稳态蠕变和加速蠕变三个阶段,稳态蠕变阶段的时间占整个蠕变的90%以上;随着应力的降低,稳态蠕变阶段越来越明显,蠕变寿命延长,蠕变伸长率减小;15-15Ti不锈钢在600,650,700℃下的应力指数分别为14.3,8.2,4.9,蠕变变形机理为位错蠕变;15-15Ti不锈钢的短时蠕变断裂性质为穿晶断裂,长时蠕变断裂性质为沿晶断裂,穿晶断裂呈现韧性断裂特征,沿晶断裂呈现明显的晶界空洞损伤机制。     

考虑高温蠕变损伤的2．25CrlMo钢的弹塑性本构模型

考虑造成蠕变损伤的物理机制,结合损伤力学理论,利用Ramberg—Osgood弹塑性本构方程,推导了含有蠕变损伤的材料弹塑性本构模型。对225CrlMo钢进行了相同条件不同时长的蠕变试验以得到不同蠕变损伤的材料,并对这些材料进行高温短时拉伸,得到不同损伤对应的应力应变曲线。并用试验数据及文献数据对模型进行了验证。     

不同温度下1Cr18Ni9Ti钢高温疲劳与蠕变的交互作用

为研究不同温度下高温疲劳与蠕变的交互作用,分别在600,625,650,675,700℃下对1Cr18Ni9Ti钢进行静态蠕变试验和高温疲劳-蠕变试验,得到了蠕变寿命和高温疲劳-蠕变寿命,并用数值模拟计算得到了不同温度下的高温疲劳寿命;之后,综合上述数据计算出了蠕变损伤和高温疲劳损伤,再结合带交互作用系数的寿命预测公式得到了不同温度下高温疲劳和蠕变的交互作用系数,最后研究了温度对交互作用系数的影响。结果表明:温度低于625℃时,交互作用系数为负数;温度高于625℃时,交互作用系数为正数;随着温度升高,交互作用曲线向蠕变损伤方向弯曲。