p92鋼焊接接頭熱影響區(qū)蠕變裂紋擴(kuò)展速率研究

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1、摘要目前，新一代耐高溫合金P92鋼已經(jīng)被大量應(yīng)用于超臨界和超超臨界燃煤和燃油電站的建設(shè)，也被廣泛用于鍋爐汽包、主蒸汽管道和汽輪機(jī)箱體等結(jié)構(gòu)上，這些結(jié)構(gòu)在高溫、低應(yīng)力的服役條件下長(zhǎng)期運(yùn)行，容易發(fā)生P92鋼焊接接頭的、lV型破壞。國(guó)內(nèi)外對(duì)P92鋼熱影響區(qū)內(nèi)蠕變裂紋擴(kuò)展速率的研究還很少，因此，有必要研究P92鋼熱影響區(qū)內(nèi)蠕變裂紋擴(kuò)展速率，從而為防止蠕變開(kāi)裂和對(duì)焊接接頭進(jìn)行安全評(píng)定，以及對(duì)蠕變裂紋擴(kuò)展的壽命評(píng)價(jià)提供依據(jù)。在指定焊接工藝和焊接材料下對(duì)P92鋼進(jìn)行焊接，并測(cè)出P92鋼在指定焊接工藝和焊接材料下的焊接熱模擬曲線。根據(jù)焊接熱模擬曲

2、線，通過(guò)熱處理模擬的方法制備焊接熱影響區(qū)各微區(qū)顯微組織的試樣。并且與實(shí)際焊接接頭相應(yīng)部位的顯微組織和硬度進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明在本文采用的熱處理工藝下，模擬熱影響區(qū)各微區(qū)組織和硬度與實(shí)際焊接接頭組織和硬度吻合很好。對(duì)模擬熱影響區(qū)各微區(qū)試樣在同一溫度，不同的應(yīng)力水平下進(jìn)行加速蠕變?cè)囼?yàn)，求得不同應(yīng)力水平下的穩(wěn)態(tài)蠕變應(yīng)變速率。結(jié)果表明，低應(yīng)力下焊接熱影響區(qū)各區(qū)中細(xì)晶區(qū)蠕變速率最大，相對(duì)其它微區(qū)而言更易產(chǎn)生蠕變開(kāi)裂。根據(jù)ASTME1457標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)緊湊拉伸試驗(yàn)測(cè)得P92鋼焊接接頭及母材的蠕變裂紋擴(kuò)展曲線和裂紋尖端應(yīng)力場(chǎng)的C木參量。根據(jù)P92鋼

3、焊接接頭裂紋擴(kuò)展率da／dt與裂紋尖端應(yīng)力場(chǎng)C宰參量的關(guān)聯(lián)，對(duì)穩(wěn)態(tài)條件下P92鋼熱影響區(qū)蠕變裂紋的擴(kuò)展速率進(jìn)行預(yù)測(cè)。結(jié)果表明在低應(yīng)力水平下，焊接接頭熱影響區(qū)蠕變裂紋擴(kuò)展速率大于母材蠕變裂紋擴(kuò)展速率，再次證明了P92鋼在高溫、低應(yīng)力的服役條件下長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)，熱影響區(qū)的缺陷相較與母材來(lái)說(shuō)更危險(xiǎn)，一旦裂紋萌生，裂紋的擴(kuò)展速度也更快。關(guān)鍵詞：蠕變；熱模擬；本構(gòu)方程；裂紋擴(kuò)展；c術(shù)ABSTRACTCurrently,newhigh．temperatureresistantalloyP92steelhasbeenwidelyappliedint

4、heconstructionofsupercriticalandultrasupercriticalcoal．firedandfuel—firedpowerstation．a(chǎn)ndithasbeenappliedforthelong—termoperationunderhightemperature．10Wstressconditionsinthestructuresincludingdrumboilers．mainsteampipelinesandhousingofsteamturbines，whichwerepronetoTyp

5、eIVcrackofP92steelweldedioints。BothChina’Sandtherestoftheworld‘SresearchonthecreepcrackgrowthrateofP92steelwelded；ointsHAZwasratherIimited，therefore．itshouldbepaidmuchattentionsinordertosafetyevaluationontheweldedjoints，evaluationofcreepcrackgrowth．preventthecreepcrac

6、kandgiveproperlyandalsoprovideevidencesforthelifeIntheeventthatdesignatedweldingprocessandweldingconsumableswereadopted，theweldingthermalsimulationcurvesweremeasuredwhenperformingtheweldingofP92steel．Accordingtothemeasuredcurves，thesampleswithmicrostructurecharacteris

7、ticsofthermalaffectedzonewerepreparedinthewayofheattreatmentsimulation．Fromthecontrastiveanalysisonthemicrostructureandhardnessofweldedioints，itshowedthatthesimulationresultswereinwellagreementwiththemeasuredresults，andprovedthatthesimulationsamplesweresuccessfulandef

8、fective．Byperformingacceleratedcreeptestonthesimulationthermalaffectedzoneunderthesametemperaturebutdifferentstress，thestrai