P92鋼在蠕變-疲勞交互作用下的裂紋擴(kuò)展行為研究.pdf

1、隨著我國工業(yè)的發(fā)展，許多大型設(shè)備長期在高溫、高壓工況下服役，往往這些設(shè)備和容器承受較高的溫度和復(fù)雜載荷作用，它們的典型失效形式主要為疲勞、蠕變及蠕變-疲勞交互。材料在蠕變-疲勞交互作用下的損耗與破壞，不僅僅是單純的蠕變或者疲勞所造成的，因此若單純從蠕變或者疲勞方式研究材料的失效行為，已經(jīng)不能滿足材料的可靠性研究。為保證高溫結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)完整性，研究高溫蠕變-疲勞交互作用下的裂紋擴(kuò)展具有重要意義。本文主要以 P92耐熱鋼為研究對象，開展了P92

2、鋼在630℃下蠕變-疲勞裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)研究，主要工作和結(jié)論如下：
　　(1)基于所建立的蠕變-疲勞裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)系統(tǒng)，進(jìn)行了P92鋼在630℃下的應(yīng)力控制的蠕變-疲勞裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)，研究不同保載時(shí)間、試樣厚度與裂紋深度對蠕變-疲勞裂紋擴(kuò)展行為的影響，研究發(fā)現(xiàn)，隨著保載時(shí)間的增大，裂紋初始擴(kuò)展階段與穩(wěn)定擴(kuò)展階段所占比例逐漸增加，在同一(Ct)avg下，裂紋擴(kuò)展速率也逐漸增大；在同一tavg(C)下，裂紋深度a0/w為0.35時(shí)的裂紋擴(kuò)展速

3、率最大；厚度7.5mm與10mm對蠕變-疲勞裂紋擴(kuò)展無影響，其裂紋擴(kuò)展速率均大于試樣厚度為5mm時(shí)的裂紋擴(kuò)展速率。
　　(2)P92鋼在高溫蠕變-疲勞交互作用下的斷口主要表現(xiàn)為蠕變孔洞以及微裂紋；循環(huán)載荷作用在晶界產(chǎn)生復(fù)雜的應(yīng)力，使得韌窩、孔洞的成核與聚集程度加強(qiáng)，造成孔洞大而深。微裂紋的形成可能是由于韌窩或蠕變孔洞發(fā)生強(qiáng)烈聚集，并快速長大，形成微裂紋。
　　(3)P92鋼在蠕變-疲勞交互作用下的斷裂屬于蠕變韌性斷裂，應(yīng)該用