分析高温条件下nicrmov转子钢焊接接头的高周疲劳性能研究.pdf

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1、第35卷第3期上海金属Vo1．35，No．32013年5月SHANGHAIMETALSMay，201331高温条件下NiCrMoV转子钢焊接接头的高周疲劳性能研究刘鹏芦凤桂刘霞高玉来(1．上海大学材料科学与工程学院，上海200072；2．上海交通大学材料科学与工程学院，上海2002403．上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂，上海200240)【摘要】通过应力比R=一1的拉压高周疲劳实验，研究了在370℃条件下汽轮机转子模拟件焊接接头的高周疲劳裂纹的萌生和扩展过程。通过扫描电子显微镜(SEM)和能谱(EDS)分析了疲劳断口的形貌特征和微区成分。研究结果

2、表明：对于30Cr2Ni4MoV转子钢焊接接头而言，夹杂物主要成分为氧化物(A1：0、CaO、MgO和SiO等)，疲劳裂纹往往萌生于夹杂物和气孔等内部缺陷。采用有效投影面积模型计算出母材和焊缝区域组织对应的临界缺陷尺寸，建立了夹杂物尺寸和疲劳裂纹萌生区域之间的关系。基于该研究结果，采取适当措施减少其内部的缺陷尺寸，并优化其形态和分布，以提高转子钢材料的抗疲劳性能。【关键词】NiCrMoV转子钢焊接接头高周疲劳高温条件INVESTIGATIoNoNHIGHTEMPERATUREHIGHCYCLEFATIGUEPRoPERTYoFTHEWELDINGJoI

3、NTFoRNiCrMoVROTORSTEELLiuPeng‘LuFengguiLiuXiaGaoYulai(1．SchoolofMaterialsScienceandEngineering，ShanghaiUniversity，Shanghai200072，China；2．SchoolofMaterialsScienceandEngineering，ShanghaiJiaotongUniversity，Shanghai200240，China；3．ShanghaiTurbinePlant，Shanghai200240，China)【Abstract】T

4、hefatiguecracki。ni。ti—ationandpropagationofthesimulatedrotor(30Cr2Ni4MoV)usedinsteamturbinewasinvestigatedbytherepeatedhigh-cycletensileandcompressivetestwithstressratioR=一1．Thefatiguefracturemorphologywasobservedbythescanningelectronmicroscope(SEM)，andthecompositionoftheselecte

5、dzonewasanalyzedbytheenergydispersivespectroscopy(EDS)．Fortheweldedrotorsteelof30Cr2Ni4MoV，theinclusionsbasicallyconsistedofoxides，suchasA12O3，CaO，MgOandSiO2，etc．Theresultsrevealedthatthefatiguecrackgenerallyoccurredattheinclusionsandpores，leadingtofish—eyepropagationaroundthede

6、fects．Inaddition，theeffectiveprojectedareaparametermodelwasappliedtocalculatethecriticalsizeofthedefectcausingcrackinitiation．Basedonthepresentresults，inordertoimprovethefatiguepropertyofrotorsteel，someeffectivemeasuresshouldbeadoptedtocontrolthesize，shapeanddistributionofthedef

7、ects．【KeyWords】RotorSteel，WeldingJoint，HighCycleFatigue，HighTemperatureCondition作者简介：刘鹏，主要从事转子钢的疲劳性能测定与微观组织表征方向的研究，Email：liupeng9515@shu．edu．ca，电话：021-56333446l88l759759l通讯作者：芦凤桂，Email：lfgl19@sjtu．edu．ell，电话：021—34202814；高玉来，Email：ylgao@shu．edu．an，电话：021-5633214432上海金属第35卷作为汽轮机的

8、核心部件之一，汽轮机转子的下的疲劳裂纹萌生和扩展过程的影响。安全可靠性很大程度上决定了汽轮机能