应变比对2.25Cr1MoV钢高温低周疲劳行为的影响

利用MTS 810型疲劳试验机,采用轴向应变控制的方法,研究了应变比对2.25Cr1MoV钢高温(455℃)低周疲劳行为的影响。结果表明:在455℃下,2.25Cr1MoV钢呈现明显的循环软化特性;应变比不改变该钢的循环软化特性,但会产生初始平均应力,平均应力在寿命初期阶段随着循环周次增加急剧降低,并趋为0;应变比不改变疲劳裂纹的萌生方式,且对迟滞环的形状和大小没有影响;对称循环和非对称循环的低周疲劳寿命基本一致。     

一种2.25Cr1MoV钢加氢反应设备蠕变疲劳寿命设计方法

加氢反应器在服役过程中会受到高温高压和循环载荷的共同作用,设计时必须同时考虑蠕变和疲劳的影响。ASME规范案例2605提供一种针对2.25Cr1MoV钢的蠕变疲劳寿命设计方法。借助有限元分析软件ANSYS,采用案例2605中的方法对加氢反应设备圆柱筒体直接管结构进行蠕变疲劳寿命校核,详细阐述该案例的设计思想和具体步骤,并讨论操作温度和压力对于设计寿命的影响。结果表明,接管结构蠕变疲劳寿命校核满足要求,筒体与直接管连接处出现应力集中,由于蠕变应变的产生,应力集中处的应力值随蠕变时间的增加不断下降,蠕变损伤累积速度也随之下降。同时,提高操作温度和操作压力均会造成蠕变损伤的增加,疲劳应力幅对蠕变疲劳的寿命影响较大。针对模拟结果,提出一些提高结构蠕变疲劳寿命的措施。     

应变时效对P91马氏体钢高温低周疲劳行为的影响

采用疲劳试验、内耗试验和透射电镜观察等研究了应变时效处理对P91马氏体钢在550℃高温低周疲劳行为的影响。结果表明:碳原子形成的Cottrell气团在位错处偏析并对其有效钉扎是P91钢产生应变时效的主要原因;应变时效试样在高温低周疲劳时出现的显著包辛格(Bauschinger)效应降低了它的疲劳寿命;包辛格效应主要机制是应变时效导致林位错密度增大,在循环载荷下,形成了稳定的胞状结构。     

25 Cr2 Ni2 MoV 钢焊接接头低周疲劳性能研究

对新型汽轮机焊接转子材料25Cr2Ni2MoV焊接接头及其母材进行应变控制的低周疲劳试验,并进行了相应的断裂位置统计和循环变形特征分析。试验结果表明,焊接削弱了焊接接头的疲劳强度,受到结构非均匀性和各部分力学性能的相对不匹配等因素的影响,焊接接头的断裂位置体现出明显的应变水平依赖性;焊接接头和母材在循环变形过程中均表现出循环软化特性,且存在明显的拉压不对称性,拉压不对称程度随应变水平的增加而增加;与母材相比,焊接接头表现出更加明显的平均应力松弛现象,且平均应力绝对值随着循环周次不断减小最后趋于常值。     

2.25Cr—1Mo复杂应力状态下温度对低周疲劳寿命影响的研究

１引言２．２５Ｃｒ－１Ｍｏ是石油化工设备（如加氢反应器、重整反应器等）常用材料。由于这类设备长期在较恶劣的工况下运行,而频繁的间断操作和开停工引起载荷、温度的波动,造成了材料的疲劳失效。因此,对２．２５Ｃｒ－１Ｍｏ材料复杂应力状态下低周疲劳性能的研究...     

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...     

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。     

热输入对2.25Cr1MoV钢粗晶热影响区再热裂纹敏感性的影响

再热开裂曾多次在2.25Cr1MoV钢反应器的焊接粗晶热影响区(Coarse-grained heat affected zone,CGHAZ)部位发生,却很少在"斜Y型坡口再热裂纹试验"中出现。考虑两者之间的热输入差异,通过Gleeble热模拟试验研究热输入对2.25Cr1MoV钢CGHAZ再热裂纹敏感性的影响,并结合显微组织观察、硬度测定及断口分析,讨论热输入、组织和性能之间的关系。结果表明,在5~100 kJ/cm的热输入范围内,CGHAZ的再热裂纹敏感性随热输入的升高而增大,当热输入为35 k J/cm时,CGHAZ在675℃对再热开裂"高度敏感",限制热输入在25 kJ/cm以内,将有效降低其再热裂纹敏感性。综合分析发现,模拟CGHAZ的高温塑性与其在高温拉伸试验后硬度的变化规律之间存在良好的对应关系。当软化现象发生时,拉伸试样的断裂模式为穿晶与沿晶的混合型断裂,具有较高的断面收缩率(Reduction of area,Ro A),当二次硬化现象发生时,其断裂模式为均一的微孔聚集型沿晶断裂,RoA显著降低。试验结果从二次硬化的角度反映了高热输入条件下CGHAZ的再热脆化机理。     

30Cr2MoV汽轮机转子钢的低循环疲劳特性

本文主要研究了30Cr2MoV 转子钢在不同温度下应变控制的恒幅低循环疲劳特性,测定了表征材料低循环疲劳特性的各基本参量。给出了材料的真应变和循环寿命;虚拟应力和循环寿命以及循环条件下的应力—应变关系,并对影响低循环疲劳寿命的因素进行了分析,从而为使用该材料的调峰机组汽轮机转子的疲劳设计和寿命管理提供重要依据.     

30Cr2MoV汽轮机转子钢的低循环疲劳特性

本文主要研究了30Cr2 MoV 转子钢在不同温度下应变控制的恒幅低循环疲劳特性,测定了表征材料低循环疲劳特性的各基本参量,给出了材料的真应变和循环寿命、虚拟应力和循环寿命以及循环条件下的应力一应变关系,并对影响低循环疲劳寿命的因素进行了分析,从而为使用该材料的调峰机组汽轮机转子的疲劳设计和寿命管理提供重要依据。     

P92钢应变速率相关的高温低周疲劳行为研究

随着电站设备向高参数、大型化方向发展,高温低周疲劳问题成为威胁关键设备安全服役的重要因素.针对电站设备广泛应用的P92钢,开展了不同应变速率的625℃高温下的低周疲劳试验,研究对称和非对称应变速率下的循环变形行为.结果表明,P92钢高温低周疲劳响应表现出明显的应变速率敏感性.随着应变速率降低,加载时间变长,蠕变变形增加...     

2.25Cr—1Mo复杂应力状态下低周疲劳裂纹扩展规律研究

通过对2.25Cr-1Mo材料进行不同温度下的低周疲劳试验,并应用NHRDS有限元程序进行裂纹尖端各应力应变分量,各当量弹、塑性应变范围的计算,利用当量J积分范围,研究了该材料在复杂应力状态下的低周疲劳裂纹扩展规律,结果表明,在复杂应力状态下2.25Cr-1Mo材料的低周疲劳裂纹扩展速率可采用当量J积分范围进行表征。     

不同温度下16Cr3NiWMoVNbE结构钢的低周疲劳行为

对16Cr3NiWMoVNbE结构钢在25,100,200,300,350℃下进行了应变比为-1的总应变控制的低周疲劳(LCF)试验,研究了不同温度下该结构钢的循环应力响应、疲劳寿命和循环应力-应变行为。结果表明:试验钢在温度不高于200℃时,表现出循环软化的现象,而在300℃时,表现出明显的循环硬化现象;随着温度的升高,疲劳寿命有下降的趋势,利用三参数幂函数公式能较好地表征不同温度下的应变-寿命关系。     

疲劳载荷对P92钢高温拉伸性能的影响

在650℃、应变控制条件下对P92钢进行了不同循环周次的疲劳试验,随后在650℃进行了拉伸性能试验,研究了疲劳载荷对该钢高温拉伸性能的影响。结果表明:经不同周次疲劳试验后,P92钢的高温拉伸性能下降,当循环周次达到20%N_f(N_f为疲劳寿命)时,抗拉强度和屈服强度分别下降了19.1%和38.6%,当循环周次高于20%N_f时,抗拉强度和屈服强度趋向稳定;疲劳试验试样的拉伸断口均呈韧性断裂特征,当循环周次由0增至20%N_f时,拉伸断口上的韧窝由小而深变为大而浅,当循环周次达到20%N_f以上时,韧窝尺寸变化不大。     

12Cr1MoV钢在高温混合碱金属氯盐中的热腐蚀行为

采用腐蚀动力学分析法,研究了12Cr1MoV低合金钢在高温(600,700℃)70%NaCl-30%KCl、50%NaCl-50%KCl、30%NaCl-70%KCl(质量分数)混合盐中的热腐蚀行为,观察了表面及截面腐蚀形貌,分析了腐蚀产物成分并研究了其腐蚀机制。结果表明:12Cr1MoV钢在高温混合盐中会发生严重的表面与内部腐蚀,其内部产生的氯气是导致裂纹与孔洞等缺陷萌生和扩展的主要原因;随混合盐中KCl含量的增多和温度的升高,试样的腐蚀速率明显增大;较高含量的KCl使钢内部由沿晶腐蚀转变为整体性侵蚀。     

25Cr2Ni2MoV钢焊接接头的超高周疲劳特性

对25Cr2Ni2MoV钢焊接接头开展常温拉压条件下的超高周疲劳试验,并对失效试样进行断口分析,研究焊接接头的疲劳失效机理。结果表明,疲劳寿命曲线呈现阶梯状:在高应力短寿命区,疲劳断裂发生在试样母材区较多,多为表面或次表面夹杂物裂纹萌生;在低应力长寿命区,疲劳断裂发生在试样焊缝区较多,多为内部气孔裂纹萌生。断口分析发现:缺陷(裂纹源)尺寸较小或者越靠近试样内部,疲劳寿命越长,且较小缺陷同内部较大缺陷具有相似的裂纹萌生潜力。通过有限元模拟疲劳试样内部微缺陷处的应力分布得出,焊缝区气孔和夹杂物周围的应力集中程度大于母材区夹杂物。结合断口分析发现,母材区弥散分布的粒状颗粒夹杂物数量较多,并且聚集起来会形成更大的缺陷,相比焊缝区夹杂物更容易萌生疲劳裂纹。     

2Cr13钢低周疲劳损伤演变规律研究

用连续介质力学理论研究了工程材料的低周疲劳损伤演变过程,在热力学基础上基于连续损伤变量Ｄ,并根据有效应力的概念,提出了低周疲劳各向同性连续损伤模型,用该模型分析了汽轮机叶片材料２Ｃｒ１３钢在控制应变低周疲劳过程中的损伤演变律,模型得到了实验的验证,损伤变量选择了方便测量的循环应力与初始应力之比与１的差,模型中的参数具有明确的物理意义,而且测量容易,文中还对不同循环下的疲劳试样的微观组织结构进行了透     

12Cr1MoV钢蠕变-疲劳交互作用特性曲线研制

在12Cr1MoV钢母材和焊接接头两种材料的疲劳寿命，蠕变寿命和蠕变-疲劳交互作用行为试验研究工作的基础上，在国内首次得出了可供工程应用的12Cr1MoV钢的蠕变-疲劳交互作用寿命评定曲线，并与ASME规范的相关曲线进行了比较，应用该曲线对一实例做了寿命评定。     

V型切口对06Cr19Ni10钢低周疲劳寿命的影响

当应力比R=-1时,对称恒幅循环载荷控制下,对切口试件进行轴向拉压疲劳试验,得到不同切口深度和切口角度时试件的疲劳寿命,在双对数坐标上确定S—N曲线,并拟合出指数表达式。从试验结果可以看出,当切口深度一定时,试件寿命随着应力的加大而减小;切口越深,试件的寿命越小,试件寿命减小的速度随着应力幅的增大而减小;切口角度在30°～60°时,其对试件寿命无影响。     

冷处理对Cr12MoV钢硬度的影响

通过测定不同热处理条件下Ｃｒ１２ＭｏＶ钢的硬度值和残余奥氏体量,并通过金相和透射电观察发现,钢中的残余奥氏体和下贝氏体组织对冷作模具钢的耐磨性能有不利的影响,采用冷处理工艺抑制下贝氏体转变,显著提高Ｃｒ１２ＭｏＶ钢的硬度和耐磨性能。