多轴应力状态下T92钢蠕变性能的试验研究

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节能和环保已经成为现代工业发展的两大主题。世界各国纷纷采用提高蒸汽参数的方法来提升火电机组的热效率,超(超)临界机组已经成为火力发电机组发展的趋势。蒸汽参数的提高对材料的性能提出了更高的要求,T92凭借优异的综合性能在超(超)临界机组中被广泛使用。目前,国内外关于T92钢蠕变性能的研究都是基于单轴蠕变试验,没有考虑应力状态的影响。实际上,由于几何形状及所受载荷的多样性,零部件往往承受多轴载荷作用。因此,为了确保锅炉机组的安全运行,必须认识多轴应力状态下T92钢的蠕变规律。本文以T92钢为研究对象,在6000C-700℃/60-250MPa条件下,对光滑试样及缺口试样进行高温蠕变实验。在单轴应力状态下,考察温度和应力对蠕变过程的影响;得出了稳态蠕变速率随蠕变断裂时间和应力的变化规律:总结了应力与综合断裂参数和蠕变断裂时间的关系。在多轴应力状态下,研究了多轴应力状态对蠕变寿命的影响;分析了多轴蠕变失效模式;揭示了多轴应力状态对材料塑性的影响;应用“参考应力法”预测了多轴应力状态下的蠕变寿命;结合硬度检测,分析了蠕变后硬度的变化规律。结果表明:导致蠕变断裂速率加快的原因为空位和裂纹的形成与扩展,蠕变的微观机理是位错蠕变;T92钢在多轴应力状态下表现为缺口增强;多轴应力状态降低了T92钢的蠕变塑性,使T92钢由韧性断裂向脆性断裂转变;失效模式为最大主应力与等效应力混合控制多轴蠕变断裂;650℃时,光滑试样从中心到边缘硬度呈上升趋势,600℃规律不明显,缺口试样在两个温度下均呈下降趋势;蠕变后截面平均硬度随着缺口锐度的增大而增大。
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