王辉亭，吴双辉，霍 岩，文道维，任涛林，侯世璞



1Mn18Cr18N护环钢高温低周疲劳特性研究

王辉亭1，吴双辉2, 3，霍 岩2, 3，文道维2, 3，任涛林4，侯世璞2, 3

（1. 哈尔滨电机厂有限责任公司，哈尔滨 150040； 2. 哈尔滨大电机研究所，哈尔滨 150040； 3.水力发电设备国家重点实验室，哈尔滨 150040；4.沈阳新松机器人自动化股份有限公司，沈阳110168）

为了研究超超临界汽轮发电机护环钢1Mn18Cr18N在工作温度100℃的低周疲劳特性，本文采用应变控制法对其进行温度为100℃下的低周疲劳试验，并对试验结果进行分析讨论。拟合出循环应力应变曲线和应变寿命曲线，得到了护环钢1Mn18Cr18N在100℃时的低周疲劳特性参数，包括Rambeg-Osgood参数和Manson-Coffin公式，推导出该材料的转变寿命T。结果表明：1Mn18Cr18N护环钢低周疲劳特性表现为循环软化，循环软化程度随应变幅值的增加而增大，软化速率随应力下降幅值增加而增大；1Mn18Cr18N护环钢的过渡寿命为2177周次，小于2177周次时，塑性应变高于弹性应变成为影响疲劳断裂的主要因素，大于2177周次时，弹性应变主导疲劳断裂。

1Mn18Cr18N护环钢；低周疲劳；循环软化；过渡寿命

0 前言

汽轮发电机护环的工作温度在100℃左右，作为汽轮发电机组的关键部件，在机组频繁的起、停机过程中受到离心力、过盈配合力、电磁力的综合作用，可能使护环发生应变疲劳失效[1, 2]。因此，为了保证机组的安全稳定运行，对护环低周疲劳特性研究具有非常重要的意义。

本试验所用护环材料为1Mn18Cr18N奥氏体不锈钢，应用于超超临界汽轮发电机组。通过1Mn18Cr18N材料进行应变控制的高温100℃低周疲劳试验，掌握其低周疲劳特性，为该材料的低周疲劳强度设计和寿命预测提供重要的实验室数据。……