P91耐熱鋼高溫低應(yīng)力下蠕變性能的研究.pdf

1、P91耐熱鋼由于突出的抗蠕變性能、良好的抗腐蝕性和高溫抗氧化能力，成為火電、核電廠管道部件的主選或更新?lián)Q代材料。工程上，將管道材料的持久蠕變壽命定義為在使用時(shí)間為105h時(shí)，形變量不超過2％。此時(shí)低應(yīng)力下蠕變的應(yīng)變率將會(huì)低于10-10ms-1，傳統(tǒng)的單軸蠕變?cè)囼?yàn)由于應(yīng)變率低，不能滿足此應(yīng)變速率下蠕變性能研究的需求；另一面，P91耐熱鋼在服役過程中會(huì)產(chǎn)生組織退化，組織退化對(duì)高溫低應(yīng)力下的蠕變性能的影響仍未知。本研究的目的：采用具有高應(yīng)變率

2、的“螺旋彈簧蠕變?cè)囼?yàn)法”調(diào)查不同條件的熱時(shí)效處理后P91耐熱鋼在高溫低應(yīng)力下的蠕變性能，揭示了P91耐熱鋼高溫低應(yīng)力下的“組織退化因子”。
　　通過ANSYS有限元仿真軟件，對(duì)不同螺距的P91螺旋彈簧試樣的力學(xué)場(chǎng)進(jìn)行了分析，得到結(jié)論：當(dāng)螺距的長(zhǎng)度是螺旋段橫截面長(zhǎng)度的1-3倍時(shí)，“螺旋彈簧蠕變?cè)囼?yàn)法”滿足純扭轉(zhuǎn)變形。
　　對(duì)不同熱時(shí)效處理時(shí)間的試樣分別進(jìn)行X-rd和SEM微觀組織分析，結(jié)果顯示：1）析出相有M23C6、Lave

3、s相和MX相。2）MX相在熱處理之后達(dá)到飽和狀態(tài)，主要彌散析出在馬氏體板條晶粒的內(nèi)部。3）M23C6相沿馬氏體板條晶界處和原奧氏體晶界析出，在時(shí)效700h達(dá)到飽和狀態(tài)，之后發(fā)生粗化。4）Laves相在時(shí)效2100h沿馬氏體板條邊界和亞晶邊界析出，且極易長(zhǎng)大。
　　對(duì)P91耐熱鋼在高溫低應(yīng)力下蠕變性能進(jìn)行了研究，得出結(jié)論：1）“螺旋彈簧蠕變?cè)囼?yàn)法”有效。2）Blackburn’s equation能夠最好的描述實(shí)測(cè)蠕變數(shù)據(jù)。3）單軸