【摘要】：金屬材料高溫下的性能是限制先進超(超)臨界機組發(fā)展的關鍵問題,其中鍋爐管材料在極端高溫高壓超臨界水環(huán)境中的應力腐蝕開裂問題尤為關鍵。在極端惡劣工況下,一旦結構材料發(fā)生開裂問題就會導致嚴重的安全事故,直接影響發(fā)電機組的安全可靠運行。因此,著手研究鍋爐管材料在高溫蒸汽環(huán)境下應力腐蝕裂紋裂紋擴展的影響機理十分必要。論文對鎳基合金Inconel 625在700℃、725℃、750℃下,溶氧量0-8000ppb高溫蒸汽環(huán)境進行了兩組應力腐蝕裂紋擴展試驗研究,采用恒應力強度因子力學加載,并利用直流電位降法(DCPD)對開裂速率進行在線監(jiān)測。實驗結束后將試樣拉斷,利用掃描電鏡SEM觀察斷口微觀形貌。實驗結果表明,鎳基合金Inconel 625試樣斷口均呈現出典型沿晶應力腐蝕開裂形貌。溫度升高、溶解氧含量增大均加速了裂紋擴展的進程,溶氧量小于4000ppb時,裂紋擴展速率變化較為緩慢；當溶氧量從4000ppb增加到8000ppb時,裂紋擴展速率急速上升。高溫蒸汽中試樣的裂紋擴展速率略高于高溫空氣,并且在溫度越高的情況下,蒸汽環(huán)境相比于空氣環(huán)境中裂紋擴展速率的倍數越小在裂尖應變理論基礎上,以高溫氧化作為裂紋擴展的控制因素之一,對鎳基合金Inconel 625裂紋CGR進行模型推導,分析了不同模型中材料裂尖應變的敏感度。并在700℃、750℃空氣、蒸汽條件下,對材料裂紋擴展速率進行計算。發(fā)現溫度和介質環(huán)境均加速了裂紋擴展的進程。同時,將實驗結果與理論計算結果對比分析,發(fā)現基于GZH模型下實驗數據點很好地貼合理論曲線,并且不同的溫度條件下,同種材料裂紋尖端處的特征長度r0均存在不同的最佳值。
[Abstract]:The performance of metal materials at high temperature is a key problem to limit the development of advanced supercritical units, especially the stress corrosion cracking of boiler tube materials in extreme high temperature and high pressure supercritical water environment. Under extremely bad working conditions, once structural materials crack, it will lead to serious safety accidents, which will directly affect the safe and reliable operation of generator sets. Therefore, it is necessary to study the mechanism of stress-corrosion crack propagation of boiler tube materials under high temperature steam environment. In this paper, two groups of stress corrosion crack propagation experiments of nickel base alloy Inconel 625 at 700 鈩，

本文編號：2327773