P91鋼高溫蠕變行為表征技術(shù)研究.pdf

1、為了研究服役構(gòu)件的蠕變損傷行為，本文采用磁性檢測法、X射線衍射法以及硬度法等方法來表征P91鋼在不同蠕變狀態(tài)下的損傷情況。首先對P91鋼進(jìn)行高溫單軸拉伸試驗(yàn)，得到不同溫度下P91鋼的高溫力學(xué)性能。隨后，通過給定條件下高溫蠕變持久試驗(yàn)，得到了所需的蠕變曲線和試樣的斷裂時間。根據(jù)完整的蠕變曲線，在各蠕變階段選取間斷時間點(diǎn)進(jìn)行蠕變間斷試驗(yàn)，制備不同蠕變狀態(tài)下的損傷試樣。最后利用磁滯回線檢測、X射線衍射檢測以及硬度檢測對蠕變試樣的損傷狀態(tài)進(jìn)行參

2、數(shù)化表征，并結(jié)合金相觀察以及斷口組織觀察，進(jìn)一步驗(yàn)證參數(shù)化表征的準(zhǔn)確性。具體的研究內(nèi)容與結(jié)論如下:
　　1)高溫單軸拉伸試驗(yàn)得到P91鋼在620℃和600℃條件下的力學(xué)性能，包括抗拉強(qiáng)度σb、屈服強(qiáng)度σ02、彈性模量E以及延伸率δ。通過蠕變持久試驗(yàn)獲得了620℃、145MPa和600℃、175MPa條件下的蠕變曲線和斷裂時間，并獲得蠕變間斷試驗(yàn)的時間，進(jìn)而通過蠕變間斷試驗(yàn)制備損傷試樣。
　　2)磁性檢測、X射線衍射以及硬度法

3、檢測的結(jié)果顯示:磁性參數(shù)矯頑力（Hc）、剩磁（Br）以及最大磁導(dǎo)率（μm）隨著蠕變時間的變化趨勢，半寬高(FWHM)、位錯密度(ρ)隨蠕變時間的變化趨勢，以及硬度值（HV）隨著蠕變時間的變化趨勢均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。結(jié)合金相以及斷口組織觀察，結(jié)果顯示:上述三種檢測方法可以較好地表征高溫下的蠕變損傷狀態(tài)。
　　3)通過對上述三種測量結(jié)果的全面分析，結(jié)果表明:磁性檢測方法中磁性參數(shù)受材料的化學(xué)成分以及結(jié)構(gòu)影響，且測量簡單，但在短時

4、蠕變損傷中，表征參數(shù)對材料內(nèi)部組織的演化情況不夠敏感;X射線衍射方法較為成熟，但其適用于應(yīng)力急劇變化且范圍較小時，且局限于測量構(gòu)件表面的損傷狀態(tài)，并對人體健康具有一定的危害;硬度檢測法簡單易行，但硬度參量是反映材料內(nèi)部組織演化以及材料性能的間接參量，一般作為參考指標(biāo)來使用。
　　綜上所述，本文采用的磁性檢測法、X射線衍射法以及硬度法均實(shí)現(xiàn)了對P91鋼不同蠕變狀態(tài)的參數(shù)化表征，且每種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。其中，磁性檢測法能夠更直接地反映P