X12CrMoWVNbN10-1-1转子钢蠕变—疲劳损伤特性研究

发布时间：2018-03-04 18:34

  本文选题：X12CrMoWVNbN10-1-1钢　切入点：蠕变-疲劳交互作用　出处：《上海电力学院》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：近年来,我国快速而广泛地在热电领域推广应用高效节能的超超临界发电机组。随着蒸汽温度参数的不断提升,伴随而来的问题是直接接触工质的设备的服役环境越来越严苛。X12CrMoWVNbN10-1-1钢具备优良的高温性能,逐渐成为超超临界机组的主要用钢。由于机组的运行过程中会出现机组启停、甩负荷运行等情况,设备将受到蠕变损伤以及疲劳损伤,这给机组的运行带来了巨大挑战。为此,研究X12CrMoWVNbN10-1-1钢蠕变-疲劳交互作用下损伤特性的意义十分重大。本文在此背景下,以X12CrMo WVNbN10-1-1超超临界机组用钢为研究对象,在620℃下,载荷控制的加载模式下进行了蠕变-疲劳交互试验和高温疲劳裂纹扩展试验,并进行了一系列研究分析。本文的主要研究内容及结论如下:(1)X12CrMoWVNbN10-1-1钢在620℃下的蠕变-疲劳寿命与保载时间的指数形式呈反比例关系,即随着保载时间的增大,X12CrMoWVNbN10-1-1钢疲劳寿命随之减小,并逐渐趋于稳定;且若保载时间足够长时,疲劳寿命与应力比关系不大。(2)利用应变划分法研究了X12CrMoWVNbN10-1-1钢的循环应变。结果表明全应变范围、蠕变应变范围以及非弹性应变范围具有明显的三阶段,即下降阶段、稳定阶段及快速增加阶段。弹性应变范围先减小随后进入稳定阶段;滞弹性应变范围、塑性应变范围不具有明显阶段性的特征,围绕平均值进行较大幅度的波动。棘轮应变、全应变范围、蠕变应变范围及非弹性应变范围随着保载时间的增加而明显增加,随着应力比的增大而略微减小。弹性应变范围和滞弹性应变范围随着应力比的增加而减小,且与保载时间关系不大。(3)引入蠕变-疲劳交互作用系数μ,结合宏观寿命的对比分析,研究了蠕变-疲劳交互作用机理。随着保载时间的增大,疲劳对蠕变损伤的影响由轻微的抑制逐渐过度到较大的促进;随着应力比的增加,疲劳对蠕变损伤的影响的促进效果略微衰减。(4)分析了X12CrMoWVNbN10-1-1钢蠕变-疲劳试样断口的微观形貌。结果表明,X12CrMoWVNbN10-1-1钢在高温下的断裂属于延性韧窝断裂。纯蠕变试件及保载时间较长的试样,其韧窝形貌较平整;保载时间较短的试样,其韧窝更容易发生破损,周围也更容易生成新韧窝。(5)利用Paris公式和Forman公式拟合了X12CrMo WVNbN10-1-1钢在620℃下的疲劳裂纹扩展速率d?/dN,结果较好;同时,结合参考文献关于X12CrMoWVNb N10-1-1钢在600℃下的蠕变-疲劳裂纹扩展数据,利用应力强度因子范围(35)K和C*参数描述其蠕变-疲劳裂纹扩展速率。
[Abstract]:In recent years, the ultra-supercritical generator set with high efficiency and energy saving has been popularized in the field of thermal power in China. The accompanying problem is that the service environment of the equipment with direct contact with working fluids is becoming more and more severe. X12CrMoWVNbN10-1-1 steel has excellent high temperature properties and has gradually become the main steel for ultra-supercritical units. Under the condition of load rejection, the equipment will suffer creep damage and fatigue damage, which brings great challenge to the operation of the unit. Therefore, it is very important to study the damage characteristics of X12CrMoWVNbN10-1-1 steel under the creep-fatigue interaction. Taking X12CrMo WVNbN10-1-1 ultra-supercritical unit steel as research object, creep fatigue interaction test and high temperature fatigue crack growth test were carried out at 620 鈩，

本文编号：1566830