p92钢焊接接头热影响区蠕变裂纹扩展速率研究

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1、摘要目前，新一代耐高温合金P92钢已经被大量应用于超临界和超超临界燃煤和燃油电站的建设，也被广泛用于锅炉汽包、主蒸汽管道和汽轮机箱体等结构上，这些结构在高温、低应力的服役条件下长期运行，容易发生P92钢焊接接头的、lV型破坏。国内外对P92钢热影响区内蠕变裂纹扩展速率的研究还很少，因此，有必要研究P92钢热影响区内蠕变裂纹扩展速率，从而为防止蠕变开裂和对焊接接头进行安全评定，以及对蠕变裂纹扩展的寿命评价提供依据。在指定焊接工艺和焊接材料下对P92钢进行焊接，并测出P92钢在指定焊接工艺和焊接材料下的焊接热模拟曲线。根据焊接热模拟曲

2、线，通过热处理模拟的方法制备焊接热影响区各微区显微组织的试样。并且与实际焊接接头相应部位的显微组织和硬度进行对比，结果表明在本文采用的热处理工艺下，模拟热影响区各微区组织和硬度与实际焊接接头组织和硬度吻合很好。对模拟热影响区各微区试样在同一温度，不同的应力水平下进行加速蠕变试验，求得不同应力水平下的稳态蠕变应变速率。结果表明，低应力下焊接热影响区各区中细晶区蠕变速率最大，相对其它微区而言更易产生蠕变开裂。根据ASTME1457标准，通过紧凑拉伸试验测得P92钢焊接接头及母材的蠕变裂纹扩展曲线和裂纹尖端应力场的C木参量。根据P92钢

3、焊接接头裂纹扩展率da／dt与裂纹尖端应力场C宰参量的关联，对稳态条件下P92钢热影响区蠕变裂纹的扩展速率进行预测。结果表明在低应力水平下，焊接接头热影响区蠕变裂纹扩展速率大于母材蠕变裂纹扩展速率，再次证明了P92钢在高温、低应力的服役条件下长期运行时，热影响区的缺陷相较与母材来说更危险，一旦裂纹萌生，裂纹的扩展速度也更快。关键词：蠕变；热模拟；本构方程；裂纹扩展；c术ABSTRACTCurrently,newhigh．temperatureresistantalloyP92steelhasbeenwidelyappliedint

4、heconstructionofsupercriticalandultrasupercriticalcoal．firedandfuel—firedpowerstation．andithasbeenappliedforthelong—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