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生物质锅炉在运行的过程中,生物质燃料的燃烧所产生的碱金属、氯、硫等形成化合物的形式沉积在过热器受热面的管壁上,在长时间的作用下势必会对热管表面形成热腐蚀破坏,同时,由于锅炉过热器热管工作于高温环境中,服役中的构件承受比较复杂的载荷作用,导致局部应力超过材料的屈服强度,从而使得材料产生局部的塑性变形及疲劳损伤。为研究热管材料在高温混合碱金属盐环境下的疲劳性能,本文采用RDL05电子蠕变疲劳试验机,辅以扫描电镜检测、能谱检测等手段,分别开展高温混合氯盐、高温混合硫酸盐以及不同温度混合氯盐在不同应变幅值下的低周疲劳实验,论文主要研究600℃下试样在空气、混合氯盐、混合硫酸盐三种环境不同应变幅值条件下的疲劳特性以及500℃、600℃混合氯盐环境下在不同应变幅值条件下的疲劳特性。得到如下结果:(1)在相同混合碱金属环境下,试样疲劳寿命随着应变幅值的升高而降低,且试样所承受的循环应力随着应变幅值的升高而升高,12Cr1MoV合金对于应变幅值的变化较为敏感,而通过对试样断裂过程进行分析可得,应变幅值越大其裂纹扩展速度越快;(2)根据实验数据所得到的循环应力响应曲线、抗拉强度与屈服强度比值判定方法以及循环强度指数判定的方法均可得到,12Cr1MoV合金在温度为600℃空气、混合氯盐、混合硫酸盐环境下均呈循环硬化与循环稳定。且根据循环应力响应曲线,合金在最后断裂前由于裂纹失稳扩展而出现循环软化,循环应力迅速降低。在三种环境下,试样的循环应力响应的变化趋势基本一致;(3)从疲劳寿命来看,相同应变幅值和相同温度下,空气环境下的疲劳寿命小于混合硫酸盐环境下的疲劳寿命小于混合氯盐环境下的疲劳寿命,此现象表明两种混合盐均会对试样的疲劳寿命产生影响,且混合氯盐的影响程度更大。在相同混合盐环境下,不同应变幅值条件下的疲劳寿命有较大差异,疲劳寿命随着应变幅值的增加而降低。不同温度、相同应变幅值下,600℃下试样的疲劳寿命小于500℃下试样的疲劳寿命。不同应变幅值下,两种温度混合氯盐条件下,试样随着应变幅值的提高其疲劳寿命降低。(4)分析空气、混合氯盐、混合硫酸盐三种环境下试样疲劳损伤断裂机制,得到试样的裂纹萌生于试样的表面。在碱金属盐腐蚀和高温腐蚀的作用下,表面易形成表面缺陷,这些表面缺陷在交变载荷下极易萌生裂纹,裂纹萌生的越多,试样的裂纹扩展速度加快,在加之严重的晶界氧化导致了沿晶裂纹的萌生、形核及扩展,其产生的结果是加速裂纹的扩展速率,降低试样的疲劳寿命。(5)在500℃和600℃混合氯盐条件下试样的循环应力响应主要呈循环硬化与循环稳定,500℃下合金的循环硬化率更高,并且500℃下试样的循环应力大于600℃下试样的循环应力;(6)采用Holomon关系对应力幅值和塑性应变幅度之间的关系进行线性拟合,得到500℃与600℃环境下循环强度系数,得知12Cr1MoV合金在500℃下循环强度更大;(7)500℃温度下试样疲劳寿命小于600℃下试样疲劳寿命,其主要原因是500℃下试样裂纹在源区的扩展速度慢,塑性变形量较小,裂纹尖端应力集中程度较低。