【摘要】：以服役的25Cr35Ni型鋼為對象,研究利用應力松弛實驗開展高溫性能評估的方法以及對持久性能的預測效果。結果表明:由于高溫服役后晶界處碳化物出現(xiàn)網鏈狀和奧氏體基體內二次碳化物明顯粗化,25Cr35Ni型耐熱鋼持久性能降低。通過得到的不同溫度和應力的松弛蠕變速率曲線及外推關系,結合松弛蠕變速率-斷裂時間關系方程,可以實現(xiàn)由松弛實驗及少量蠕變持久實驗開展持久壽命評估。與基于高溫持久實驗的預測結果比較,兩者吻合較好。
【圖文】：

材料工程２０１７年８月２．２應力松弛實驗及松弛蠕變曲線的轉換應力松弛實驗是在恒定應變量下獲取應力與時間關系，不同的預應變及溫度均對松弛行為產生一定影響。８７１℃和９２７℃時，不同預應變對應力松弛－時間關系的影響如圖２所示。可知，同時刻的剩余松弛應力隨著預應變的增大而升高，當預應變達到２．０％后，預應變對剩余松弛應力的影響作用較小，松弛曲線近乎一致，應力松弛達到穩(wěn)定狀態(tài)。另外，不同溫度下應力松弛的穩(wěn)定狀態(tài)也用所差異。這種松弛行為與材料屬性和溫度相關，溫度和材料的差異決定材料的松弛圖２不同預應變下應力松弛－時間關系曲線（ａ）８７１℃；（ｂ）９２７℃Ｆｉｇ．２Ｓｔｒｅｓｓｒｅｌａｘａｔｉｏｎ－ｔｉｍｅｃｕｒｖｅｓｗｉｔｈｖａｒｉｏｕｓｐｒｅ－ｓｔｒａｉｎｓ（ａ）８７１℃；（ｂ）９２７℃穩(wěn)定狀態(tài)的不同［９，２４］。本工作選擇２．０％預應變量進行不同溫度下松弛行為的對比（圖３）。在圖３（ａ）中，初始應力隨溫度升高而降低，剩余應力隨著時間延長而降低，約１０００ｓ后，松弛開始進入穩(wěn)態(tài)松弛階段。不同溫度間應力松弛極限存在差異，主要是由于溫度越高熱激活過程的位錯運動動力越大，以至于松弛極限應力越低［２５］。圖３不同溫度時應力松弛－時間（ａ）及松弛蠕變速率－應力（ｂ）曲線Ｆｉｇ．３Ｓｔｒｅｓｓｒｅｌａｘａｔｉｏｎ－ｔｉｍｅ（ａ）ａｎｄｒｅｌａｘａｔｉｏｎｓｔｒａｉｎｒａｔｅ－ｓｔｒｅｓｓ（ｂ）ｃｕｒｖｅｓａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ應力松弛過程中總應變保持恒定，隨時間變化部分彈性應變逐

弛曲線近乎一致，應力松弛達到穩(wěn)定狀態(tài)。另外，不同溫度下應力松弛的穩(wěn)定狀態(tài)也用所差異。這種松弛行為與材料屬性和溫度相關，，溫度和材料的差異決定材料的松弛圖２不同預應變下應力松弛－時間關系曲線（ａ）８７１℃；（ｂ）９２７℃Ｆｉｇ．２Ｓｔｒｅｓｓｒｅｌａｘａｔｉｏｎ－ｔｉｍｅｃｕｒｖｅｓｗｉｔｈｖａｒｉｏｕｓｐｒｅ－ｓｔｒａｉｎｓ（ａ）８７１℃；（ｂ）９２７℃穩(wěn)定狀態(tài)的不同［９，２４］。本工作選擇２．０％預應變量進行不同溫度下松弛行為的對比（圖３）。在圖３（ａ）中，初始應力隨溫度升高而降低，剩余應力隨著時間延長而降低，約１０００ｓ后，松弛開始進入穩(wěn)態(tài)松弛階段。不同溫度間應力松弛極限存在差異，主要是由于溫度越高熱激活過程的位錯運動動力越大，以至于松弛極限應力越低［２５］。圖３不同溫度時應力松弛－時間（ａ）及松弛蠕變速率－應力（ｂ）曲線Ｆｉｇ．３Ｓｔｒｅｓｓｒｅｌａｘａｔｉｏｎ－ｔｉｍｅ（ａ）ａｎｄｒｅｌａｘａｔｉｏｎｓｔｒａｉｎｒａｔｅ－ｓｔｒｅｓｓ（ｂ）ｃｕｒｖｅｓａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ應力松弛過程中總應變保持恒定，隨時間變化部分彈性應變逐漸轉變?yōu)樗苄詰�，并引起應力下降，其模型為：εｅ＋εｐ＝ε０＝σＥ＋εｐ＝Ｃ（１）式中：εｅ為彈性應變；εｐ為塑性應變；ε０為總應變；σ為應力；Ｅ為彈性模量；Ｃ為常�?shù)。將式（１）對時間微分即可得到松弛蠕變方程，即ε·ｐ＝－σ·Ｅ（２）式中：ε·ｐ為塑性變形速率，即蠕變速率；σ

【參考文獻】

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本文編號：2569453