高温应变时效对P92钢高温低周疲劳性能的影响
2021-09-29华晓春张肖飞王孝义饶思贤
机械工程材料 2021年9期
赵 丽,华晓春,马 涛,张肖飞,王孝义,饶思贤,2
(1.安徽工业大学机械工程学院,马鞍山 243032;2.合肥通用机械研究院,合肥 230031)
0 引 言
P92钢是在P91钢的基础上添加质量分数约1.8%的钨元素并适量降低钼元素含量而开发出来的一种新型马氏体耐热钢[1-3]。与P91钢相比,P92钢具有更优异的物理性能、更高的抗高温蠕变断裂强度和更好的抗高温氧化特性[4-5],广泛用于电厂超临界机组和超超临界机组中的主蒸汽管道。超超临界机组主蒸汽管道的服役温度超过600 ℃,压力超过20 MPa,可知P92钢的服役环境极为恶劣[6-8]。在高温环境中,P92钢主蒸汽管道会发生高温蠕变[9-10],同时发电机组的启停及运行过程中的内压波动使得管道承受的内应力呈周期性变化,因此P92钢在服役过程中会因承受交变载荷而发生疲劳失效[11]。当P92钢应用在核电厂的第四代核反应堆中时,在服役温度下的应变时效对P92钢的力学性能、疲劳性能均有显著影响[12]。在装备运行时频繁的启动和停车以及较大的温度波动工况下,P92钢除承受一定的静载荷外,还承受着交变大载荷或大应变幅作用,易产生高温低周疲劳-蠕变交互损伤[13]。因此,高温疲劳-应变时效交互作用下的材料研究对于装备的寿命预测及评估具有重要意义。目前,国内外有关P92钢疲劳行为的研究很多,但主要集中在疲劳与蠕变的交互作用方面,在高温疲劳-应变时效交互作用下性能变化的报道甚少[14]。因此,作者分别在应力与应变控制下对P92钢进行高温低周疲劳试验,研究不同应变幅和应力幅下的疲劳行为;……
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