超超临界机组用钢T/P92的蠕变与损伤表征

bb20920d · 发表于 2022-4-16 10:33:02

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T/P92钢是一种广泛应用于超超临界机组过热器、再热器管道的耐热钢。由于材料长期处于高温高应力的恶劣条件下，材料的组织退化与性能的下降是不可避免的。本文通过断面收缩率、金相、晶粒尺寸、扫描电镜、透射电镜、能谱分析、显微硬度等试验方法对不同温度与应力下T/P92持久断裂的试样进行了系统而详细的研究，并根据组织的变化进行了服役温度、服役应力的反推，最后进行了持久强度的计算与寿命预测。T/P92钢属于铁素体耐热钢。通过对热轧T92、冷轧T92以及热锻P92在不同温度、应力下的持久断裂样品的研究，对其损伤进行表征并分析其微观结构的演化及性能劣化的机理。研究结果表明，温度、应力都对T/P92的性能有重要的影响。持久后，材料的组织为回火索氏体，均匀变形区的组织无明显差别，材料的晶粒尺寸在持久后略微增加。这表明材料的组织稳定性较好。持久后，材料的显微结构会发生较明显的变化，主要是碳化物的数量、尺寸、分布，Laves相的析出以及长大，马氏体板条的数量和板条宽度的变化，空洞的出现以及位错亚结构的变化。采用显微硬度的测量来判定材料性能的退化，然后验证了显微组织结构分析结果的合理性。研究结果表明，持久后的T/P92钢的性能的退化是温度、应力等对各个结构层次造成退化的综合效应引起的。基于Ostwald熟化理论可以通过M23C6或者Laves相的尺寸测量对材料的服役温度进行反推，将服役温度与显微组织联系起来。通过测量马氏体板条的宽度可以反推出材料的服役应力，将服役的应力与显微组织联系起来。通过持久断裂的数据进行了外推计算出了材料的持久强度，运用Larson-Miller方法预测了材料的寿命。

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