30Cr1Mo1V转子钢的蠕变特性

对30Cr1Mo1V转子钢在540℃和565℃下进行了有中断的蠕变试验研究，应力范围为240-320MPa，得到了蠕变过程中损伤因子和蠕变寿命分数之间的关系。通过蠕变试验后试样维氏硬度的检测和蠕变过程中硬度对蠕变断裂性能的影响分析，提出了蠕变断裂Larson-Miller公式的硬度修正公式，并对其有效性进行了检验。结果表明：在Larson-Miller参数值大于18000时，修正值与实际值比较一致；而在小于该值时相差较大。此外，还研究了损伤和Larson-Miller数之间的关系。     

应用等效应变法的30Cr1Mo1V钢疲劳-蠕变交互作用的试验分析

在540℃和565℃两种温度下进行了30Cr1Mo1V转子钢的疲劳-蠕变交互作用实验.采用Felltham公式建立了应变保持下应力与时间的关系;得到了应变循环幅保持不变、疲劳-蠕变交互作用下的循环应力-应变关系.根据等效应变概念建立了应变-寿命关系,并从分散度因子和标准偏差方面对等效应变法和线性累计损伤法的寿命预测有效性进行了比较;建立了等效应变的临界损伤公式和考虑硬度修正的等效应变寿命关系.试验结果表明,在预测寿命时等效应变法比线性累计损伤法具有更高的精度,等效应变的应力下临界损伤公式能够很好地预测实际损伤,考虑硬度修正的等效应变-寿命曲线和纯疲劳应变-寿命曲线基本一致.图5表2参9     

汽轮机隔板的塑性变形分析

对某电厂汽轮机中压缸第11级隔板进行三维有限元计算,得到了该隔板的应力分布及挠度分布.结果表明:隔板最大应力发生在隔板外环叶片的出汽侧,其值为160 MPa.通过对隔板的挠度试验数据、有限元计算结果、机组长期运行和历次检修数据的分析,认为:隔板刚度设计不足,运行过程中应力偏大,温度超过467℃,而且变形过程还具有蠕变变形等特征.这表明隔板的塑性变形是由材料的蠕变变形引起的.为了保证机组的安全经济运行和维护保养,建议对该级隔板进行蠕变变形和轴向间隙量的深入计算,并对其进行剩余寿命评估.     

锅炉主蒸汽管道蠕变非线性有限元分析

对长期处于高温高压状态下运行的管道而言，高温蠕变是其寿命损耗的主要内在因素。本文以一余热锅炉主蒸汽管道为研究对象，建立了该管道蠕变有限元模型，研究和分析了该主汽管在高温蠕变作用下的应力分布规律，探讨了管道内输送流体的压力和温度与其蠕变量的关系。结果表明，当温度超过490℃时或压力达到10MPa时蠕变较为明显。     

基于应变能密度的X12CrMoWVNbN10-1-1钢的蠕变-疲劳寿命预测模型

根据应力控制下对X12CrMoWVNbN10-1-1钢进行的蠕变-疲劳试验来验证基于应变能密度的蠕变-疲劳寿命预测模型,并对620℃下X12CrMoWVNbN10-1-1钢的弹性应变、塑性应变和蠕变应变进行分析。结果表明:在蠕变-疲劳交互作用下X12CrMoWVNbN10-1-1钢的损伤过程包括3个阶段;一次循环稳定阶段的平均应变能密度与总应变能密度成反比,而总应变能密度与蠕变-疲劳寿命成正比,可选择稳定阶段应变能密度的表达式来预测蠕变-疲劳寿命;在应力控制下X12CrMoWVNbN10-1-1钢的短时保载蠕变-疲劳试验同样可以预测长时保载的蠕变-疲劳寿命,意味着基于应变能密度的蠕变-疲劳寿命预测模型对于X12CrMoWVNbN10-1-1钢也适用。     

高温环境下蠕变疲劳交互作用损伤力学研究

应力控制下的疲劳、蠕变及其交互作用损伤实际上是循环蠕变、静蠕变引起的材料延性不断耗竭的过程，本文在延性耗竭理论和损伤力学有效应力概念的基础上．对疲劳蠕变交互作用损伤演化进行了研究，提出了一个新的疲劳蠕变交互作用损伤模型．采用非弹性应变能密度变化作为损伤参量定义损伤变量。通过耐热钢1.25Cr0.5Mo光滑试样高温环境下应力控制的梯形波加载试验．验证上述疲劳蠕变交互作用模型，最终得到了1.25Cr0.5Mo钢540℃下不同最大应力、不同应力幅组合条件下的损伤演化统一表达式，试验损伤点与该模型的损伤演化规律符合较好．表明该模型和损伤变量适合于疲劳蠕变交互作用下的损伤描述．     

镍基合金C276高温拉伸力学性能的试验分析

在500～650℃高温条件下对镍基合金C276进行了拉伸力学试验.为了准确分析该材料的力学性能,采用真实应力、应变对试验数据进行了处理,分析了温度对弹性模量、屈服应力、断裂强度以及延伸率的影响,给出了该材料在真实应力、应变下各温度的应力-应变硬化系数,以及屈服强度和断裂应力随温度变化的关系曲线.结果表明:镍基合金C276在高温下具有屈服流变现象和良好的塑性.     

舰用燃气涡轮叶片材料的蠕变寿命模型研究

本文在金属材料典型蠕变过程的基础上,分别研究了蠕变各个阶段的本构模型。针对金属材料在较高应力下没有蠕变稳定阶段的现象,提出了金属材料高低应力值的判定准则并根据高低应力的不同特点推导了不同的耦合损伤本构模型。通过对舰用燃气轮机涡轮叶片材料的蠕变试验结果与模型预测结果进行比较可以看出：本文提出的蠕变模型近似地模拟金属材料的蠕变全过程,准确地预测金属材料的蠕变寿命。     

灵活性运行的锅炉联箱应力分析及寿命计算

以某灵活性运行的超临界锅炉末级过热器出口汇集联箱为研究对象,结合锅炉负荷从200 MW到600 MW再到180 MW变化时的实时运行数据,采用Ansys有限元软件进行热应力、机械应力以及两者共同作用的总应力分析,讨论了各种应力在联箱中的分布情况。根据疲劳-蠕变交互作用下的累积损伤计算方法对联箱在灵活调峰运行时的疲劳和蠕变寿命损耗进行了评估。结果表明:灵活性运行时由于交变产生的热应力对联箱疲劳寿命影响较小,蠕变是影响其寿命损耗的主要因素。     

高温合金蠕变曲线改进预测方法

对预测蠕变曲线的θ映射法和修正的θ映射法进行了研究,改进了预测蠕变曲线的双幂指数函数法,用高温合金K435在800℃和900℃时的蠕变试验数据进行了验证,通过分析方程的数学形态和蠕变曲线拟合优度,证明了改进的方法能够描述真实的蠕变曲线,较好地吻合实际的试验数据。     

316H不锈钢蠕变-疲劳缺口效应及损伤考核准则分析

通过开展光滑试样和不同V型缺口试样载荷控制下的蠕变-疲劳试验,研究了载荷水平、保载时间、缺口尺寸对316H不锈钢在600℃试验温度下蠕变-疲劳寿命的影响及缺口效应,探讨了ASME BPVC III-NH卷中316不锈钢蠕变-疲劳考核准则对于316H缺口试样的适用性。结果表明：316H不锈钢蠕变-疲劳寿命在短时保载下表现出缺口削弱作用,长时保载下表现出缺口强化作用;随着保载时间的增加,可观察到断口处裂纹扩展区凹坑和凸起变多,瞬断区韧窝变大变深;根据现有的试验结果,ASME规范中316不锈钢蠕变-疲劳考核准则适用于缺口构件。     

长期运行后汽轮机转子裂纹扩展行为的研究

对运行16年的30Cr1Mo1V亚临界汽轮机高中压转子进行解剖试验,采用直流电位法对材料在538℃下的蠕变裂纹、蠕变-疲劳裂纹萌生与扩展行为进行了研究,分析了不同初始应力强度因子对蠕变裂纹扩展孕育时间和蠕变裂纹扩展速率的影响,并对高温段和低温段的相关性能进行了比较,研究了不同保持时间对蠕变-疲劳裂纹扩展行为的影响,同时还分析了不同条件下裂纹扩展行为的时间或循环相关性．结果表明：疲劳缩短了蠕变-疲劳裂纹的扩展孕育期,加速了裂纹的扩展;载荷保持时间较短情况下,蠕变-疲劳裂纹扩展行为与循环相关;栽荷保持时间较长情况下,裂纹扩展行为与时间相关．     

锅炉炉内承压部件的蠕变分析及寿命计算

以高温过热器为例，对锅炉炉内承压部件的寿命损耗规律进行了分析，采用拉森-米勒参数式确定蠕变断裂时间，用罗宾逊法则求出过热器蠕变寿命损耗，同时考虑疲劳对高温金属的破坏作用，最终得到适用于在线监测系统的过热器蠕变寿命简化计算公式。在计算管壁应力时，取额定负荷下的工质压力作为恒定的工作压力，这种处理使计算得到简化并趋于安全。高温腐蚀的影响通过原始壁厚乘以一个修正系数考虑。现场直接测量过热器管壁温度信号，经过适当的补偿和修正，就可输入在线监测系统进行寿命损耗监测。参5     

加载速率对3OCr1Mo1V汽轮机转子钢低周疲劳特性的影响

以30Cr1MolV汽轮机转子钢为研究材料,选取0.1%/s、0.3%/s和0.5%/s的加载速率,采用控制总应变的方法,在RDL 05电子蠕变疲劳试验机上研究了加载速率对材料低周疲劳特性的影响.同时,还提出在538℃下加载速率对30Cr1Mo1V汽轮机转子钢应力和低周疲劳寿命影响的关系式以及低周疲劳寿命与总应变幅值的关系式.结果表明:在538℃时,随着加载速率的提高,转子钢循环应力增大,低周疲劳寿命延长;在同一应变下,加载速率越大,所对应的应力幅值越大;随着应变幅值的增大,应力增大,低周疲劳寿命缩短.     

P91主蒸汽管道焊缝的断裂性能试验

对P91主蒸汽管道母材与焊缝在室温和565℃下的拉伸性能、冲击韧性和FATT50,特别足焊缝室温和565℃下的断裂韧度进行了试验研究.本试验结果表明,在室温和565℃时,焊缝的拉伸性能、冲击功和FATT50均略低于母材,焊缝565℃下的表观启裂CTOD和条件启裂CTOD均高于室温.     

1Cr10Mo1W1NiVNbN钢的蠕变及蠕变-疲劳裂纹扩展行为研究

采用直流电位法,对国内试制的某超超临界汽轮机高中压转子用1Cr10Mo1W1NiVNbN钢在600℃下的蠕变裂纹、蠕变-疲劳裂纹萌生与扩展行为进行了研究,得到了该钢在不同初始应力强度因子条件下的蠕变裂纹扩展孕育时间关系式和蠕变裂纹扩展速率关系式.研究了不同保持时间对蠕变-疲劳裂纹扩展行为的影响,同时还分析了在不同条件下裂纹扩展行为与时间和循环的相关性.结果表明:疲劳缩短了蠕变-疲劳裂纹的扩展孕育期,加快了裂纹的扩展速度;在栽荷保持时间较短的情况下,蠕变-疲劳裂纹扩展行为与循环相关;而在栽荷保持时间较长的情况下,裂纹扩展行为与时间相关.     

基于Ω方法的T/P91耐热钢蠕变持久寿命预测

利用Ω方法预测原始态和服役态T/P91耐热钢的蠕变持久寿命,并将其与利用等温线法和Larson-Miller参数法得到的结果进行对比。提出一种基于Ω方法的加速试验方案,该方法仅需一根试样即可快速预测给定温度和应力参数下的蠕变持久寿命。结果表明:与等温线法和Larson-Miller参数法相比,加速Ω方法的预测精度更高;对于服役态T/P91耐热钢,不同蠕变加速试验参数下得到的Ω较接近,蠕变断裂时间预测值均与试验值较吻合。     

国外文献摘要

测定残余寿命的方法摘要本文讨论如何测定受断裂和蠕变应力影响的结构部件所存残余寿命的方法,其所述的“蠕变率”寿命测定法是在精确测定蠕变率的4000小时快速蠕变试验的基础上,来确定受蠕变应力影响的构件的蠕变应变和残余寿     

基于参数回归模型的2．25Cr-1Mo钢蠕变断裂时间统计分析

基于多种寿命数据分布,包括指数（Exponential）、对数正态（Log—Normal）、威布尔（weIbull）、广义GaITIFna以及对数罗吉斯提克（Log—I。ogistic）分布,采用MansonHaferd时间一温度参数模型对2．250r1Mo（T22）铜的蠕变断裂时间进行了回归分析,对比研究了基于不同分布模型的蠕变断裂时间与温度和应力的关系、模型拟合优度以及各种模型蠕变断裂时间中位值与5％分位值的差异．结果表明：除Exponential分布模型不适用以外,Log—Normal、we．hull、广义G8mma和Log—I。ogistic分布模型均适用于蠕变断裂时间数据;这4种模型对蠕变断裂时间中位值的估计均相近,但是对低分位值的估计有所不同,特别是在数据分散度较大时,蠕变断裂时间低分位值的差异较为显著,其中Wemull分布模型的蠕变断裂时间低分位值显著低于其他模型．因此,宜采用多种分布模型对2．25Cr-1Mo铜进行综合统计分析,以正确预测其蠕变寿命或长时服役应力．     

数据分析方法和许用应力判别条件对Gr．122耐热钢许用应力的影响

长时蠕变断裂寿命通常采用一种时间-温度参量（1vrP）方法通过对短时数据的估算得来。Gr．122钢在ASME标准中的许用应力就是通过这一方法估算而来，且被认为估计得过高。本文的目的是为了弄明白为什么会估计过高及提出合适的方法来避免这种过高的估计。钢的断裂寿命其表面活化能Q从短时蠕变时的较高值变为长时蠕变后的较低值。然而，Q值的降低在通常的TTP分析中往往被忽略，导致断裂寿命的过高估计。用一种蠕变断裂数据多区分析法可避免这种情况的发生；采用这种分析方法时蠕变断裂数据被划分成几个区域，从而在每个分区里Q值是唯一的。在三种数据分析方法中，多区分析对数据拟合最佳且10’h蠕变断裂强度值最低。0．2％弹性极限应力的1／2不是多区分析中数据分区的合适分界点。在2001版本的ASME规范中建议使用一个F平均值概念取代安全系数为平均断裂强度的2／3的规定。Gr．122钢许用应力的显著变化取决于许用应力判别条件和断裂数据分析方法。