超臨界水環(huán)境中電站鍋爐管材料應(yīng)力腐蝕開裂行為研究.pdf

1、高溫力學(xué)性能和抗環(huán)境氧化性能是發(fā)展超（超）臨界發(fā)電候選金屬材料的核心問題之一。而鍋爐過、再熱器材料長期處于力學(xué)與高溫高壓環(huán)境的交互作用中，其高溫力學(xué)性能和抗環(huán)境氧化性能發(fā)生改變。在ASME標準中，往往只考慮常規(guī)工況下的材料性能，而忽略高溫高壓環(huán)境中材料力學(xué)性能的改變。對于火力發(fā)電機組的研究中，人們往往只關(guān)注單一因素的影響:純環(huán)境因素或者純力學(xué)因素，常常忽略環(huán)境和力學(xué)共同作用下產(chǎn)生的應(yīng)力腐蝕開裂對結(jié)構(gòu)材料造成的損壞，一旦結(jié)構(gòu)材料發(fā)生開裂，

2、就會導(dǎo)致嚴重的安全事故，直接影響發(fā)電機組的安全可靠運行。因此，著手研究超超臨界機組材料在極端工況下的應(yīng)力腐蝕開裂影響機理十分必要。
　　論文針對超（超）臨界機組鍋爐用鋼奧氏體鋼TP347HFG，利用0.5T-CT試樣在600-650℃空氣-水蒸氣交替環(huán)境、超臨界水環(huán)境以及溶解氧濃度0和8ppm環(huán)境中進行應(yīng)力腐蝕裂紋擴展速率試驗研究。采用高精度伺服驅(qū)動控制系統(tǒng)實現(xiàn)正弦波、梯形波以及升（降）恒定應(yīng)力強度因子㈣的力學(xué)加載方式進行加載，采

3、用直流電位降法(DCPD)對裂紋擴展速率(CGR)進行在線測量，實現(xiàn)了奧氏體鋼TP347HFG在不同環(huán)境中的應(yīng)力腐蝕開裂性能研究。
　　實驗結(jié)果表明，奧氏體鋼TP347HFG試樣在應(yīng)力腐蝕開裂階段斷口呈現(xiàn)出典型的沿晶界擴展形貌。溫度升高、溶解氧含量增大均加速了裂紋擴展的進程。高溫蒸汽環(huán)境相比于高溫空氣提供了更高的氧化速率，導(dǎo)致高溫蒸汽環(huán)境中的裂紋擴展速高于高溫空氣環(huán)境，并且在溫度越高，蒸汽環(huán)境相比于空氣環(huán)境中裂紋擴展速率的倍數(shù)越小