25Cr2Ni2MoV钢堆焊焊接接头的高周疲劳行为与疲劳门槛值
发布时间:2022-01-06 05:44
汽轮机转子长期服役过程中难免出现局部损伤或结构破坏,替换整个转子不仅技术上复杂,也会造成巨大的经济损失,采用堆焊技术对汽轮机转子进行局部修复是一种可行的方法。25Cr2Ni2MoV钢是一种常用转子钢材料,由于焊接接头是整个焊接转子抗疲劳性能最弱的部位,研究其堆焊焊接接头的疲劳特性对评价汽轮机转子的堆焊工艺及抗疲劳性能至关重要。本文以25Cr2Ni2MoV钢堆焊焊接接头为研究对象,开展了高周疲劳行为和疲劳门槛值试验研究。主要研究内容及结论如下:(1)研究了 550℃×20h和580℃×20h两种热处理和三个应力比R=-1、0.1和0.8对25Cr2Ni2MoV钢堆焊焊接接头高周疲劳行为影响及作用机理。结果表明,随R增大,疲劳强度明显下降,而同一R下热处理影响不大;随疲劳寿命增大,裂纹萌生位置由试样表面逐渐转移到试样内部,断裂位置由母材转移到焊缝;短寿命试样起裂源主要为母材小尺寸锻造缺陷,而长寿命试样起裂源主要为焊缝大尺寸焊接缺陷。热处理和R通过影响裂纹萌生形式和位置进而影响疲劳寿命。(2)研究了 550℃×20h和580℃×20h两种热处理和五个应力比R=0.1、0.3、0.5、0.7和...
【文章来源】:华东理工大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】:81 页
【学位级别】:硕士
【部分图文】:
图2.1堆焊模型图??Fig.2.1?Overlaying?model??
第12页?华东理工大学硕士学位论文??第2章疲劳试验材料与方法??2.1试验材料??高周疲劳试验与疲劳裂纹扩展试验材料,均选用25Cr2Ni2MoV转子钢埋弧焊堆焊??焊接接头。堆焊方向沿转子叶轮体环向,堆焊长度为整圈长度,堆焊层宽度180mm,厚??度80mm,堆焊位置和尺寸如图2.1所示,其中黄色部分为叶轮体母材,蓝色为堆焊层??金属。叶轮体母材与堆焊层横截面尺寸如图2.2所示。试验材料分别采用550°C和580°C??温度下保温20小时两种不同的热处理方式。???180??&?^??图2.1堆焊模型图??Fig.2.1?Overlaying?model??/?y1?y?9?(宽度?1md)??■??图2.2堆焊横截面尺寸??Fig.2.2?Overlaying?cross-sectional?dimensions??2.1.1化学成分??利用能谱分析方法分析焊接接头化学成分,结果如表2.1和表2.2所示。??表2.1?25Cr2Ni2MoV转子钢母材化学成分表??Table2.1?base?metal?chemical?composition?of?25Cr2Ni2MoV?rotor?steel??
2Ni2MoV?rotor?steel??位置?热处理?Si?Cr?Fe?Ni?Mo?Mn??550°Cx20h?0.49?0.98?94.09?2.17?0.88?1.39??580°Cx20h?0.26?0.96?94.53?1.88?0.63?1.74??2.1.2金相组织??在进行疲劳实验前取部分材料研磨、抛光并腐蚀,腐蚀液采用质量分数为98%的浓??硝酸和浓度为95%的乙醇按1:10的体积比配置,随后在光学显微镜下观察组织,两种??热处理纯母材、纯焊缝与热影响区金相组织如图2.3、图2.4和图2.5所示。??’?:??.?'?..??..屬??二丨‘,.???^??图2.3纯母材金相组织照片:(a)550°Cx20h热处理试样;(⑴580°Cx20h热处理试样??Fig.2.3?Metallurgical?photo?of?the?base?material:?(a)?550°Cx20h?heat?treated?sample;?(b)?550°Cx20h?heat??treated?sample??Mil??图2.4纯焊缝金相组织照片:(a)55?°Cx2t)h热处理试样;(h>580°Cx2()h热处理试样??Fig.2.4?Metallurgical?photo?of?the?base?material:?(a)?550°Cx20h?heat?treated?sample;?(b)?550°Cx20h?heat??treated?sample??
【参考文献】:
期刊论文
[1]TA2,Q345及其爆炸复合板高周疲劳性能研究[J]. 孙倩,张霞,张罡,崔小玉,范蕙萍,田娇. 压力容器. 2019(07)
[2]浅析核电百万千瓦汽轮机低压转子焊接质量控制[J]. 刘大松. 中国设备工程. 2019(10)
[3]28CrMoNiV与25Cr2Ni4MoV异种转子钢焊接接头性能研究[J]. 蔡雄军,冷进明,熊建坤. 电焊机. 2018(08)
[4]Effect of Stress Ratio on the Fatigue Crack Propagation Behavior of the Nickel-based GH4169 Alloy[J]. Shen Ye,Jian-Guo Gong,Xian-Cheng Zhang,Shan-Tung Tu,Cheng-Cheng Zhang. Acta Metallurgica Sinica(English Letters). 2017(09)
[5]超超临界机组汽轮机转子材料25Cr2MoVA钢高周疲劳性能分析[J]. 梁军,王斌,杜晋峰,张峥,赵子华. 热力发电. 2016(05)
[6]核电汽轮机低压焊接转子模拟件接头高周疲劳性能研究[J]. 孙林根,蔡志鹏,潘际銮,刘霞,丁玉明,许晓进. 中国机械工程. 2015(22)
[7]核电汽轮机转子在低周疲劳与高周疲劳交互作用下裂纹扩展寿命的研究[J]. 史进渊. 机械工程学报. 2015(22)
[8]三种汽轮机转子钢的高周疲劳性能[J]. 王红涛,杜晋峰. 机械工程材料. 2015(06)
[9]高温合金的高温疲劳裂纹扩展门槛值试验[J]. 王亮,黄新跃,郭广平. 理化检验(物理分册). 2015(06)
[10]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[J]. 杜彦楠,朱明亮,轩福贞. 机械工程学报. 2015(08)
博士论文
[1]基于疲劳损伤累积理论的结构寿命预测与时变可靠性分析方法研究[D]. 彭兆春.电子科技大学 2017
[2]NiCrMoV转子钢焊接接头近门槛值区疲劳裂纹扩展行为研究[D]. 杜彦楠.华东理工大学 2015
硕士论文
[1]45号钢锭焊接接头组织与高周疲劳性能研究[D]. 张磊.东北大学 2013
本文编号:3571851
【文章来源】:华东理工大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】:81 页
【学位级别】:硕士
【部分图文】:
图2.1堆焊模型图??Fig.2.1?Overlaying?model??
第12页?华东理工大学硕士学位论文??第2章疲劳试验材料与方法??2.1试验材料??高周疲劳试验与疲劳裂纹扩展试验材料,均选用25Cr2Ni2MoV转子钢埋弧焊堆焊??焊接接头。堆焊方向沿转子叶轮体环向,堆焊长度为整圈长度,堆焊层宽度180mm,厚??度80mm,堆焊位置和尺寸如图2.1所示,其中黄色部分为叶轮体母材,蓝色为堆焊层??金属。叶轮体母材与堆焊层横截面尺寸如图2.2所示。试验材料分别采用550°C和580°C??温度下保温20小时两种不同的热处理方式。???180??&?^??图2.1堆焊模型图??Fig.2.1?Overlaying?model??/?y1?y?9?(宽度?1md)??■??图2.2堆焊横截面尺寸??Fig.2.2?Overlaying?cross-sectional?dimensions??2.1.1化学成分??利用能谱分析方法分析焊接接头化学成分,结果如表2.1和表2.2所示。??表2.1?25Cr2Ni2MoV转子钢母材化学成分表??Table2.1?base?metal?chemical?composition?of?25Cr2Ni2MoV?rotor?steel??
2Ni2MoV?rotor?steel??位置?热处理?Si?Cr?Fe?Ni?Mo?Mn??550°Cx20h?0.49?0.98?94.09?2.17?0.88?1.39??580°Cx20h?0.26?0.96?94.53?1.88?0.63?1.74??2.1.2金相组织??在进行疲劳实验前取部分材料研磨、抛光并腐蚀,腐蚀液采用质量分数为98%的浓??硝酸和浓度为95%的乙醇按1:10的体积比配置,随后在光学显微镜下观察组织,两种??热处理纯母材、纯焊缝与热影响区金相组织如图2.3、图2.4和图2.5所示。??’?:??.?'?..??..屬??二丨‘,.???^??图2.3纯母材金相组织照片:(a)550°Cx20h热处理试样;(⑴580°Cx20h热处理试样??Fig.2.3?Metallurgical?photo?of?the?base?material:?(a)?550°Cx20h?heat?treated?sample;?(b)?550°Cx20h?heat??treated?sample??Mil??图2.4纯焊缝金相组织照片:(a)55?°Cx2t)h热处理试样;(h>580°Cx2()h热处理试样??Fig.2.4?Metallurgical?photo?of?the?base?material:?(a)?550°Cx20h?heat?treated?sample;?(b)?550°Cx20h?heat??treated?sample??
【参考文献】:
期刊论文
[1]TA2,Q345及其爆炸复合板高周疲劳性能研究[J]. 孙倩,张霞,张罡,崔小玉,范蕙萍,田娇. 压力容器. 2019(07)
[2]浅析核电百万千瓦汽轮机低压转子焊接质量控制[J]. 刘大松. 中国设备工程. 2019(10)
[3]28CrMoNiV与25Cr2Ni4MoV异种转子钢焊接接头性能研究[J]. 蔡雄军,冷进明,熊建坤. 电焊机. 2018(08)
[4]Effect of Stress Ratio on the Fatigue Crack Propagation Behavior of the Nickel-based GH4169 Alloy[J]. Shen Ye,Jian-Guo Gong,Xian-Cheng Zhang,Shan-Tung Tu,Cheng-Cheng Zhang. Acta Metallurgica Sinica(English Letters). 2017(09)
[5]超超临界机组汽轮机转子材料25Cr2MoVA钢高周疲劳性能分析[J]. 梁军,王斌,杜晋峰,张峥,赵子华. 热力发电. 2016(05)
[6]核电汽轮机低压焊接转子模拟件接头高周疲劳性能研究[J]. 孙林根,蔡志鹏,潘际銮,刘霞,丁玉明,许晓进. 中国机械工程. 2015(22)
[7]核电汽轮机转子在低周疲劳与高周疲劳交互作用下裂纹扩展寿命的研究[J]. 史进渊. 机械工程学报. 2015(22)
[8]三种汽轮机转子钢的高周疲劳性能[J]. 王红涛,杜晋峰. 机械工程材料. 2015(06)
[9]高温合金的高温疲劳裂纹扩展门槛值试验[J]. 王亮,黄新跃,郭广平. 理化检验(物理分册). 2015(06)
[10]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[J]. 杜彦楠,朱明亮,轩福贞. 机械工程学报. 2015(08)
博士论文
[1]基于疲劳损伤累积理论的结构寿命预测与时变可靠性分析方法研究[D]. 彭兆春.电子科技大学 2017
[2]NiCrMoV转子钢焊接接头近门槛值区疲劳裂纹扩展行为研究[D]. 杜彦楠.华东理工大学 2015
硕士论文
[1]45号钢锭焊接接头组织与高周疲劳性能研究[D]. 张磊.东北大学 2013
本文编号:3571851
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/dongligc/3571851.html