由于環(huán)境污染與能源短缺等問題的日益凸顯,超（超）臨界火電機(jī)組已成為我國現(xiàn)代火力發(fā)電的必然要求。為了保證相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施的可靠運(yùn)行,需要及時(shí)對服役構(gòu)件的安全狀態(tài)進(jìn)行精準(zhǔn)評估。本文在系統(tǒng)考察P91鋼蠕變過程中多種微觀組織演化歷程的基礎(chǔ)上,結(jié)合動力學(xué)分析構(gòu)建了改進(jìn)的連續(xù)介質(zhì)損傷力學(xué)（Continuum Damage Mechanics,CDM）模型,并對其600℃下的短時(shí)蠕變行為進(jìn)行模擬。隨后,借助X射線衍射和傳統(tǒng)超聲檢測等技術(shù)表征了蠕變過程中的位錯密度變化。最后,利用改進(jìn)CDM模型的計(jì)算結(jié)果詳細(xì)探討了蠕變過程中相關(guān)組織演化行為的物理本質(zhì),進(jìn)而為實(shí)現(xiàn)高溫服役構(gòu)件的蠕變狀態(tài)評估和剩余壽命精準(zhǔn)預(yù)測進(jìn)行了有益探索。具體研究內(nèi)容與主要結(jié)論如下:（1）利用高溫單軸拉伸試驗(yàn),獲取P91鋼在600℃下的高溫力學(xué)性能參數(shù),例如屈服強(qiáng)度?0.2、抗拉強(qiáng)度?b、彈性模量E;通過高溫蠕變持久與間斷試驗(yàn),分別得到P91鋼在給定條件下的完整蠕變曲線、蠕變斷裂時(shí)間以及具有不同蠕變狀態(tài)的損傷試樣;（2）結(jié)合光學(xué)顯微鏡（OM）和掃描電子顯微鏡（SEM）等分析手段,系統(tǒng)考察了P91鋼蠕變過程中內(nèi)部多種微觀組織的變化現(xiàn)象。結(jié)果顯示... 

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 選題背景與意義
    1.3 蠕變概述
        1.3.1 蠕變曲線
        1.3.2 蠕變機(jī)制
        1.3.3 蠕變過程中微觀組織演化行為
    1.4 微觀組織演化表征技術(shù)
        1.4.1 X射線衍射技術(shù)
        1.4.2 傳統(tǒng)超聲檢測技術(shù)
    1.5 研究目標(biāo)及技術(shù)路線
        1.5.1 研究內(nèi)容
        1.5.2 技術(shù)路線
        1.5.3 研究目標(biāo)
第二章 研究材料和實(shí)驗(yàn)方法
    2.1 研究材料
    2.2 高溫蠕變試驗(yàn)
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
        2.2.2 蠕變試樣
        2.2.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
    2.3 微觀組織觀察
        2.3.1 試樣制備
        2.3.2 金相觀察
        2.3.3 掃描電鏡分析
    2.4 相關(guān)表征試驗(yàn)
        2.4.1 X射線衍射
        2.4.2 傳統(tǒng)超聲檢測
第三章 高溫蠕變試驗(yàn)
    3.1 高溫單軸拉伸試驗(yàn)
    3.2 高溫蠕變持久試驗(yàn)
    3.3 高溫蠕變間斷試驗(yàn)
    3.4 本章小結(jié)
第四章 組織演化動力學(xué)研究及改進(jìn)CDM模型
    4.1 蠕變過程中微觀組織演化行為
        4.1.1 金相觀察
        4.1.2 掃描電鏡觀察
        4.1.3 斷口形貌分析
    4.2 引入組織演化動力學(xué)改進(jìn)CDM模型
        4.2.1 位錯運(yùn)動
        4.2.2 可動位錯密度變化
        4.2.3 偶極子位錯密度變化
        4.2.4 邊界位錯密度變化
        4.2.5 亞晶粒長大
        4.2.6 析出相粗化
        4.2.7 孔洞形核并長大
        4.2.8 蠕變應(yīng)變
        4.2.9 改進(jìn)CDM模型構(gòu)建
    4.3 基于改進(jìn)CDM模型的P91鋼600℃短時(shí)蠕變行為模擬
        4.3.1 蠕變應(yīng)變及蠕變速率曲線
        4.3.2 位錯密度演化
        4.3.3 亞晶粒尺寸
        4.3.4 內(nèi)應(yīng)力與有效應(yīng)力
        4.3.5 位錯滑移速度和攀移速度
    4.4 改進(jìn)CDM模型有效性驗(yàn)證
    4.5 本章小結(jié)
第五章 多尺度微觀組織演化行為參數(shù)化表征
    5.1 X射線衍射參數(shù)表征
        5.1.1 X射線衍射圖譜
        5.1.2 半高寬變化
        5.1.3 可動位錯密度變化
    5.2 傳統(tǒng)超聲參數(shù)表征
        5.2.1 超聲回波
        5.2.2 超聲聲速變化
        5.2.3 超聲衰減現(xiàn)象
        5.2.4 超聲衰減系數(shù)變化
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的科研成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]CDM模型對P91鋼在600℃短時(shí)蠕變行為模擬的改進(jìn)[J]. 潘成飛,劉新寶,朱麟,辛甜,劉劍秋.  西北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(01)
[4]高溫服役構(gòu)件蠕變狀態(tài)參數(shù)化表征技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 郝巧娥,朱麟,趙彩麗,潘成飛,辛甜,劉新寶.  全面腐蝕控制. 2016(04)
[5]1000MW超超臨界燃煤機(jī)組二次再熱技術(shù)現(xiàn)狀及其市場前景分析[J]. 徐俊,劉啟明,白英民,宋風(fēng)強(qiáng).  東方電氣評論. 2015(03)
[6]P91耐熱鋼600℃短時(shí)蠕變行為探討[J]. 高加強(qiáng),王起江,周冶東.  物理測試. 2015(04)
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[8]700℃超超臨界發(fā)電技術(shù)進(jìn)展[J]. 張勇,甄靜.  化工裝備技術(shù). 2014(06)
[9]位錯滑移模型及其實(shí)現(xiàn)方法[J]. 鄒曦,高永毅,李學(xué)軍,陳立峰.  振動.測試與診斷. 2013(S1)
[10]超超臨界火電機(jī)組的選材及國產(chǎn)化進(jìn)程[J]. 何曉梅,羅昌福,劉漫博.  熱加工工藝. 2012(22)

博士論文
[1]火力發(fā)電機(jī)組汽輪機(jī)高溫部件變形及蠕變壽命的研究[D]. 鄭善合.華北電力大學(xué)（北京） 2008

碩士論文
[1]高溫構(gòu)件蠕變狀態(tài)表征技術(shù)研究[D]. 趙彩麗.西北大學(xué) 2015
[2]先進(jìn)電站用耐熱鋼的持久壽命預(yù)測及組織穩(wěn)定性研究[D]. 徐振.山東理工大學(xué) 2014
[3]超（超）臨界用鋼高溫持久壽命外推方法的比較分析[D]. 劉春慧.大連理工大學(xué) 2013
[4]9-12%Cr鐵素體/馬氏體耐熱鋼的顯微組織和力學(xué)性能研究[D]. 于君燕.山東理工大學(xué) 2008
[5]主蒸汽管道失效分析與壽命預(yù)測[D]. 朱敏.武漢理工大學(xué) 2002



本文編號：3686820