高溫蒸汽環(huán)境對(duì)電站鍋爐管材料應(yīng)力腐蝕裂紋擴(kuò)展影響研究.pdf

1、金屬材料高溫下的性能是限制先進(jìn)超（超）臨界機(jī)組發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題，其中鍋爐管材料在極端高溫高壓超臨界水環(huán)境中的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂問(wèn)題尤為關(guān)鍵。在極端惡劣工況下，一旦結(jié)構(gòu)材料發(fā)生開(kāi)裂問(wèn)題就會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的安全事故，直接影響發(fā)電機(jī)組的安全可靠運(yùn)行。因此，著手研究鍋爐管材料在高溫蒸汽環(huán)境下應(yīng)力腐蝕裂紋裂紋擴(kuò)展的影響機(jī)理十分必要。
　　論文對(duì)鎳基合金Inconel625在700℃、725℃、750℃下，溶氧量0～8000ppb高溫蒸汽環(huán)境進(jìn)行了兩組應(yīng)力

2、腐蝕裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)研究，采用恒應(yīng)力強(qiáng)度因子力學(xué)加載，并利用直流電位降法(DCPD)對(duì)開(kāi)裂速率進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后將試樣拉斷，利用掃描電鏡SEM觀察斷口微觀形貌。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，鎳基合金Inconel625試樣斷口均呈現(xiàn)出典型沿晶應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂形貌。溫度升高、溶解氧含量增大均加速了裂紋擴(kuò)展的進(jìn)程，溶氧量小于4000ppb時(shí)，裂紋擴(kuò)展速率變化較為緩慢;當(dāng)溶氧量從4000ppb增加到8000ppb時(shí)，裂紋擴(kuò)展速率急速上升。高溫蒸汽中試樣的裂紋擴(kuò)

3、展速率略高于高溫空氣，并且在溫度越高的情況下，蒸汽環(huán)境相比于空氣環(huán)境中裂紋擴(kuò)展速率的倍數(shù)越小。
　　在裂尖應(yīng)變理論基礎(chǔ)上，以高溫氧化作為裂紋擴(kuò)展的控制因素之一，對(duì)鎳基合金Inconel625裂紋CGR進(jìn)行模型推導(dǎo)，分析了不同模型中材料裂尖應(yīng)變的敏感度。并在700℃、750℃空氣、蒸汽條件下，對(duì)材料裂紋擴(kuò)展速率進(jìn)行計(jì)算。發(fā)現(xiàn)溫度和介質(zhì)環(huán)境均加速了裂紋擴(kuò)展的進(jìn)程。同時(shí)，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)基于GZH模型下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)很