【摘要】：高鉻回火馬氏體鐵素體鋼以其優(yōu)異的抗疲勞性能和蠕變性能,在現(xiàn)代電廠中得到了廣泛的應(yīng)用,由于材料的宏觀性能及破壞機(jī)理在很大程度上取決于材料的微觀組織結(jié)構(gòu)演變,而目前工程中對于P91鋼蠕變的模擬研究大部分都無法對材料的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入研究。本文主要通過對晶體塑性本構(gòu)進(jìn)行參數(shù)標(biāo)定,從而實(shí)現(xiàn)P91鋼的多晶體代表性體元(RVE)模型的蠕變模擬,并對其細(xì)觀力學(xué)行為進(jìn)行研究。針對P91鋼的晶體類型,本文對體心立方(BCC)單晶的塑性本構(gòu)進(jìn)行了理論推導(dǎo),并通過MATLAB實(shí)現(xiàn)了在100、110、111三個具有代表性方向載荷下的單晶蠕變模擬,并經(jīng)過與ABAQUS有限元模擬結(jié)果進(jìn)行比較,驗證了理論公式推導(dǎo)的正確性。為了實(shí)現(xiàn)高溫蠕變下多晶模型的塑性參數(shù)標(biāo)定,本文通過Reuss均勻化理論在MATLAB上建立了三晶體均勻化模型,從而將單晶模型與多晶模型進(jìn)行了關(guān)聯(lián),通過定性與定量地分析了各晶體塑性參數(shù)對蠕變模擬過程中產(chǎn)生的影響并提出了一個新的參數(shù)標(biāo)定方法,實(shí)現(xiàn)了三晶體模型在不同載荷下的蠕變模擬。通過小幅修改三晶體模型的標(biāo)定參數(shù),成功實(shí)現(xiàn)了P91鋼RVE模型的有限元模擬并與實(shí)驗數(shù)據(jù)吻合良好,通過對模擬結(jié)果的分析認(rèn)為本文所提出的參數(shù)標(biāo)定方法在多晶體模型中依然可以有效地抓住最小蠕變率與應(yīng)力之間的對數(shù)比例關(guān)系,從而可以大幅提高RVE模型蠕變參數(shù)標(biāo)定工作的效率與準(zhǔn)確率。通過對RVE模型的等效塑性應(yīng)變和荷載方向應(yīng)力云圖的分析,發(fā)現(xiàn)在蠕變載荷下兩者的分布具有很強(qiáng)不均勻性,并伴有非常明顯的集中現(xiàn)象,而當(dāng)蠕變進(jìn)入到蠕變穩(wěn)態(tài)蠕變階段內(nèi)的時候材料所受到的應(yīng)力大小基本不發(fā)生變化,而在初始蠕變階段應(yīng)力大小會發(fā)生明顯的改變。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM621;TG142.1
【圖文】：

P91鋼微觀組織結(jié)構(gòu)

P91鋼600℃應(yīng)力與最小蠕變率

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本文編號：2732711