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高温老化后的蠕变-疲劳试验

为研究316L不锈钢和P92钢高温老化后的蠕变-疲劳试验行为,先对材料进行不同老化工况的老化处理,随后进行蠕变-疲劳试验获取试样的蠕变-疲劳寿命、应力应变迟滞迴线、应力松弛曲线等数据,并与未老化的相应材料在同种蠕变疲劳工况下的试验数据相对照,研究老化处理对于材料蠕变-疲劳交互作用行为的影响。

316L321不锈蠕变疲劳试验的温度与老化温度相对应,即600℃650℃700℃,应变幅包括±0.3%±0.4%±0.5%,拉伸保载时间为10min0.5h

P92钢蠕变疲劳试验的温度与老化温度相对应,即600℃630℃650℃,应变幅包括±0.3%±0.4%±0.5%拉伸保载时间为10min

Φ168×18mm规格母材取样方案

1所示为母材轴向方向的取样规划示意图,包括蠕变疲劳和夏比冲击试样混合取样区域(A区)、三点弯试样区域(BC区)及微观检测区域。微观检测区域将用于母材老化前后的硬度、化学成分及微观结构检测等工作。各区域的轴向尺寸及轴向分布位置如图所示,以下将分别对各个区域的取样方案进行介绍。

1 Φ168×18mm规格母材轴向规划示意图

2所示为蠕变疲劳和夏比冲击试样取样区域(A区)周向(C向)取样方案示意图,图中的红色圆(Φ13mm)代表蠕变疲劳试样毛坯的取样位置,共可制备Φ13×107的蠕变疲劳试样的圆棒毛坯12根;蓝色矩形(12mm×12mm)代表夏比冲击试样毛坯的取样位置,共可制备12mm×12mm×57mm的夏比冲击试样毛坯46根。

2 蠕变疲劳及夏比冲击试样区域母材取样规划示意图

P92钢母材为管状材料,外径约为330mm,壁厚约为80mm,轴向长度为156mm

3和图4所示分别为母材的蠕变疲劳和蠕变试样取样规划示意图。

3  P92母材蠕变疲劳试样规划示意图

4  P92母材蠕变试样规划示意图

5所示为蠕变疲劳取样区域周向取样方案示意图,图中的绿色圆(Φ14mm)代表蠕变疲劳试样毛坯的取样位置,共可制备Φ14×108的圆棒毛坯90根。

5 蠕变-疲劳试样区域母材取样规划示意图

研究316LP92钢材料在高温老化条件下的蠕变-疲劳交互行为,通过先不同老化条件的处理后进行蠕变疲劳试验试验获取试样的蠕变-疲劳寿命等数据,绘制应变-蠕变疲劳寿命曲线。研究老化温度和老化时间对蠕变-疲劳交互作用行为的影响。

在该方案中,两种材料的蠕变疲劳试验考虑加载波形的应变幅、拉伸阶段保载时间、高温老化的温度及老化时间四个因素,加载波形如图6所示,采用应变控制,应变速率为0.001/s,试验的温度及应变幅见4.3节。蠕变疲劳试验的温度与老化处理温度一致。

6 蠕变疲劳试验加载波形


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