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2.25Cr-1Mo钢稳态蠕变速率和断裂寿命的研究

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目录

2.25Cr-1Mo钢稳态蠕变速率和断裂寿命的研究

STEADY CREEP RATE AND RUPTURE LIFE FOR 2.25Cr-1Mo STEEL

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪论

1.1 学术背景

1.2 研究意义

1.3 CrMo钢简介

1.4 国内外文献综述

1.4.1 最小蠕变速率和断裂时间的研究

1.4.2 蠕变断裂机制的研究

1.5 蠕变的宏观规律

1.5.1 稳态蠕变速率与应力的关系

1.5.2 稳态蠕变速率与温度的关系

1.5.3 持久寿命及其预测方法

1.6 蠕变损伤机制

1.6.1 外截面积损伤

1.6.2 内截面积损失

1.6.3 材料组织的劣化

1.6.4 环境损伤

1.7 溶质原子和弥散相对蠕变的影响

1.7.1 固溶强化

1.7.2 弥散粒子强化

1.8 蠕变空洞形核

1.9 本论文的主要研究内容

第2章 实验研究方法

2.1 研究对象及其特点

2.1.1 2.25Cr1Mo钢的基本特点

2.1.2 2.25Cr1Mo钢的常规力学性能

2.1.3 2.25Cr1Mo钢的临界点温度

2.2 预备热处理

2.3 实验方法及分析方法

2.4 试验所用主要实验设备

2.4.1 加热设备

2.4.2 电子高温蠕变持久实验机

2.4.3 扫描电镜分析设备

2.5 本章小结

第3章 实验结果与分析

3.1 屈服强度的测定

3.2 同一应力不同温度下蠕变规律分析

3.2.1 蠕变激活能的计算

3.2.2 蠕变断裂寿命的研究

3.2.3 蠕变断裂机制的研究

3.3 同一温度不同应力下蠕变规律分析

3.3.1 蠕变本构方程中应力指数n的计算

3.3.2 蠕变寿命的研究

3.3.3 蠕变断裂机制的研究

3.3 蠕变断裂时间与应力和温度的关系

3.5 本章小结

结论

读硕士学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致 谢

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摘要

2.25Cr1Mo钢是一种以Cr、Mo为主要合金元素的耐热钢。它在高温下具有较高强度和良好的抗氧化性,并具有良好的焊接性,广泛应用于电力、核能以及石油化工等高温承压构件中,如电厂主蒸汽管道及热蒸汽管道等。然而,如果其长期在高温(350~600℃)和高压(如28MPa)条件下工作,会发生缓慢而连续的变形而使构件失效。这种缓慢而连续的变形称为蠕变。
  根据蠕变曲线的形状将蠕变过程分为三个阶段。第一阶段蠕变速率随时间不断降低,称初始蠕变阶段;第二阶段蠕变曲线为直线,蠕变速率保持不变,称为稳态蠕变阶段;第三阶段蠕变速率随时间加快直至断裂,称加速蠕变阶段。
  大量的实验研究表明,在同一应力下,稳态蠕变速率的自然对数ln与与绝对温度的倒数1/T成直线关系;在同一温度下,㏒εε与㏒σ也成直线关系。利用上述关系,通过蠕变实验可以求出蠕变本构方程中的各个参数。另外,大量实验研究表明稳态蠕变速率和蠕变断裂时间符合Monkman-Grant关系,断裂时间与应力、温度之间也符合幂律蠕变。通过这些关系可以预测蠕变断裂寿命,如Larson-Miller参数法。
  蠕变实验分两组,第一组是在250MPa拉应力下并在不同温度500℃、550℃、575℃、600℃和625℃下实施;第二组是在550℃温度下并在不同拉应力225MPa、250MPa、275MPa、300MPa和325MPa下实施。实验结果与上述关系符合良好,利用实验数据得出了Norton,Arrhenius,Monkman-Grant和Larson-Miller等关系式的参数。

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