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《p92鋼在蠕變—疲勞交互作用下的裂紋擴展行為研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、P92鋼在蠕變-疲勞交互作用下的裂紋擴展行為研究StudyofCrackGrowthBehaviorinP92SteelunderCreep-FatigueInteraction學科專業(yè)：材料加工工程研究生：唐夢茹指導教師：荊洪陽教授天津大學材料科學與工程工程學院二零一五年十二月摘要隨著我國工業(yè)的發(fā)展，許多大型設備長期在高溫、高壓工況下服役，往往這些設備和容器承受較高的溫度和復雜載荷作用，它們的典型失效形式主要為疲勞、蠕變及蠕變-疲勞交互。材料在蠕變-疲勞交互作用下的損耗與破壞，不僅僅是單純的蠕變或者疲勞所造成的，因此若單純從蠕變或者疲勞方式研究材料的失效行為，已經(jīng)不能滿足材
2、料的可靠性研究。為保證高溫結構結構完整性，研究高溫蠕變-疲勞交互作用下的裂紋擴展具有重要意義。本文主要以P92耐熱鋼為研究對象，開展了P92鋼在630℃下蠕變-疲勞裂紋擴展試驗研究，主要工作和結論如下：(1)基于所建立的蠕變-疲勞裂紋擴展試驗系統(tǒng)，進行了P92鋼在630℃下的應力控制的蠕變-疲勞裂紋擴展試驗，研究不同保載時間、試樣厚度與裂紋深度對蠕變-疲勞裂紋擴展行為的影響，研究發(fā)現(xiàn)，隨著保載時間的增大，裂紋初始擴展階段與穩(wěn)定擴展階段所占比例逐漸增加，在同一(C)下，裂紋擴展速率也tavg逐漸增大；在同一(C)下，裂紋深度a/w為0.35時的裂紋擴展速率最大；厚tavg0度7
3、.5mm與10mm對蠕變-疲勞裂紋擴展無影響，其裂紋擴展速率均大于試樣厚度為5mm時的裂紋擴展速率。(2)P92鋼在高溫蠕變-疲勞交互作用下的斷口主要表現(xiàn)為蠕變孔洞以及微裂紋；循環(huán)載荷作用在晶界產(chǎn)生復雜的應力，使得韌窩、孔洞的成核與聚集程度加強，造成孔洞大而深。微裂紋的形成可能是由于韌窩或蠕變孔洞發(fā)生強烈聚集，并快速長大，形成微裂紋。(3)P92鋼在蠕變-疲勞交互作用下的斷裂屬于蠕變韌性斷裂，應該用(C)tavg作為裂紋擴展的斷裂參量；a-lg(N/N)曲線以及da/dN-N曲線中的拐點，分別if對應蠕變-疲勞裂紋萌生區(qū)向擴展區(qū)轉變周次以及擴展區(qū)向瞬斷區(qū)轉變的周次(4)根據(jù)S
4、axena線性疊加模型，建立了P92鋼在蠕變-疲勞交互下的裂紋擴展速率預測公式，在一定的誤差范圍內(nèi)，Saxena線性疊加公式可以較好的預測裂紋擴展速率。關鍵詞：P92鋼；蠕變-疲勞交互；裂紋擴展；斷口分析；斷裂參量ABSTRACTManypressurevesselsandpressureequipmentsusuallyworkunderhightemperatureandcyclicloadingwiththedevelopmentoftheindustryinourcountry．Thetypicalfailuremodelsofthesevesselsandequip
5、mentaremainlycausedbyfatigue，creeportheirinteractionunderhightemperatureandcyclicloading.Thereasontothefailureundercreepandfatigueinteractionisnotinducedbypurecreeporpurefatigue,thuscrackpropagationofcreep-fatigueinteractionispaidattentionfortheaimofensuringhightemperaturestructureintegrity
6、,Inthispaper,crackgrowthtestofP92steelundercreep-fatigueinteractionwasinvestigated.Themainworkandconclusionsareasfollows:(1)Creep-fatigueinteractiontestsofP92steelat630℃understress-controlledwerecarriedoutandtheeffectofdifferentdwelltime,thicknessandcrackdepthoncreep-fatiguecrackgrowthwasst
7、udied.Thestudyshowsthatwiththeincreasingofdwelltime,theratioofinitialandsteadycrackgrowthisdecreasing;withtheincreasingofcrackdepth,thebreakinglifeisdecreasing.Andthe0.35ofcrackdepthisthelargest;andthetensionthicknessof7.5mmand10mmhavelittledifferenceonc
