蠕变疲劳交互作用下高Cr马氏体耐热钢的损伤行为文献综述

 2021-11-02 20:45:15

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文 献 综 述1.1 课题背景及研究意义到目前为止,随着我国经济的快速稳定发展及工业技术的不断革新,高温装备的应用越来越广泛,超超临界(USC)机组的建设与推广成为我国火力发电技术的主要发展方向。

为满足超超临界(USC)机组的选材要求以确保设备的安全运行,高Cr马氏体耐热钢是在传统耐热钢的基础上采用固溶强化、弥散强化、位错强化等复合强化机制,进一步多元合金化以及优化制造工艺,提高了材料的综合性能。

新型高Cr马氏体耐热钢的应用不仅增加热效率,减少了能源的消耗,而且减少了CO2的排放。

除此之外,明显改善了焊接等工艺性能,降低成本的同时提高了发电效率及安全可靠性。

众所周知,在发展超超临界(USC)机组这一必然趋势下,发电效率的提高通常通过提高蒸汽参数实现。

然而,蒸汽温度及压力参数的提高对设备用材提出了更苛刻的综合性能要求(尤其是抗蠕变性能),多年来冶金和电力行业一直致力于新型耐热钢的研究开发,特别是铬含量为9%~12%的高Cr马氏体耐热钢(Cr不仅提高耐热钢的抗氧化性、抗腐蚀能力,还起到固溶强化作用)。

P92钢的开发就是为了满足超超临界(USC)机组用材的苛刻条件。

P92钢的主要成分为9Cr-1.8W-0.5Mo-V-Nb,是在T/P91钢的基础上加入微量W元素及B元素,除合金元素的固溶强化外,采用W、Mo 复合强化形成的复杂 AB2型Laves相[23],具有较高的稳定性,能使长时间持久强度保持在较高的水平。

因此高Cr马氏体耐热钢P92钢以其很高的强韧性、高热导率、低热膨胀系数、较好的抗高温蠕变性能及良好的抗高温氧化和抗腐蚀性能得到广泛关注并成为热电厂中主要部件及核电等关键领域的核心高温装备用材的主选或更新换代材料[22]。

在此类高温高压工况下,高温蠕变断裂失效是P92钢的主要失效形式[15],同时由于高温装备在频繁的开停车过程中承受着蠕变-疲劳交互的循环载荷损伤作用,对高温装备在稳定工况下的性能产生影响,潜在危险性极大。

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