本論文由華能國際電力股份有限公司科技項目“620℃高效超超臨界機組材料的運行跟蹤及選材優(yōu)化研究”資助,主要對620℃超超臨界機組汽輪機轉(zhuǎn)子鋼FB2的常規(guī)力學(xué)性能、低周疲勞及斷裂特性進行了試驗研究,旨在為620℃機組轉(zhuǎn)子的壽命評估、安全性評定提供技術(shù)依據(jù)。本論文研究了FB2轉(zhuǎn)子鋼的常規(guī)力學(xué)性能,包括室溫和620℃下的拉伸性能、沖擊性能、韌脆轉(zhuǎn)變溫度、硬度、微觀組織,時效對常規(guī)力學(xué)性能的影響規(guī)律,重點研究了FB2轉(zhuǎn)子鋼子在室溫、550℃和620℃下的低周疲勞特性與斷裂特性。本文獲得了如下結(jié)論:FB2轉(zhuǎn)子鍛件室溫R_(p0.2)≥700MPa,不同部位拉伸性能均勻。隨著溫度的升高,FB2的強度降低,但在620℃仍保留較高強度;FB2轉(zhuǎn)子鋼的室溫沖擊吸收能量KV_2為20J,620℃下KV_2為100J,斷口形貌轉(zhuǎn)變溫度FATT50為70℃,表明FB2轉(zhuǎn)子鋼的室溫脆性較大;FB2轉(zhuǎn)子鋼拉伸性能、沖擊性能和硬度時效至10000h性能劣化幅度小,表明FB2具有良好的時效穩(wěn)定性;在低周疲勞條件下,FB2轉(zhuǎn)子鋼表現(xiàn)為循環(huán)軟化,室溫、550℃和620℃應(yīng)變-壽命關(guān)系均滿足Manson-Coffin模型,溫度一定時,FB2的穩(wěn)定階段的塑性應(yīng)變能ΔW_p與循環(huán)周次N_f呈冪函數(shù)關(guān)系;FB2轉(zhuǎn)子鋼的室溫和620℃下的斷裂韌度K_(IC)為分別80.4MPa·m~(1/2)、123.6MPa·m~(1/2);FB2轉(zhuǎn)子鋼的微觀組織為完全回火馬氏體組織,高密度位錯和大量彌散析出相是FB2強化的重要原因,由于B元素的添加,FB2中大尺寸BN析出。本論文獲取了FB2轉(zhuǎn)子鋼室溫、550℃和620℃的低周疲勞應(yīng)變-壽命曲線,該曲線可用于FB2轉(zhuǎn)子鋼疲勞壽命的估算;獲取了FB2轉(zhuǎn)子鋼的室溫、550℃和620℃的斷裂韌度K_(IC),可為FB2轉(zhuǎn)子缺陷的安全評定提供依據(jù);獲取了FB2轉(zhuǎn)子鋼室溫、高溫塑性應(yīng)變能與循環(huán)周次之間的定量關(guān)系,該關(guān)系可用于校核FB2轉(zhuǎn)子鋼的疲勞壽命。
【學(xué)位單位】：西安熱工研究院有限公司
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TK263
【部分圖文】：

圖 1-1 我國火電單機容量及蒸汽參數(shù)的發(fā)展超超臨界機組的汽輪機入口蒸汽提高到 620℃，在提高發(fā)電效率的同時，也對汽輪鍵高溫部件的材料性能提出了更加嚴苛的要求，包括材料的高溫力學(xué)性能、抗高

圖 1-2 50MW 機組彈性槽的疲勞開裂形貌作為大型構(gòu)件，內(nèi)部不可避免地存在成分偏在機組運行過程中，缺陷處由于應(yīng)力集中而世界各國曾發(fā)生過多起汽輪機轉(zhuǎn)子斷裂惡性因轉(zhuǎn)子內(nèi)部的冶金缺陷和疲勞-蠕變交互作用

圖 1-3 9~12%Cr 鋼 105h 持久強度 鋼，9~12%Cr 馬氏體耐熱鋼具有以下特點：量：避免轉(zhuǎn)子在高溫下長時運行形成大量碳化物量：顯著提高鋼的抗氧化性能；、Mo、V 等元素提高鋼的高溫強度，微量的 N
【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李克儉;蔡志鵬;李軼非;潘際鑾;孫林根;;B元素對FB2馬氏體耐熱鋼熱影響區(qū)組織和高溫斷裂韌度的影響[J];機械工程學(xué)報;2015年24期

2 崔正強;王延峰;趙雙群;李強;;T91鋼管在600℃長期時效后的組織及力學(xué)性能[J];機械工程材料;2014年12期

3 周新靈;田宇;李海霞;李興東;王梅英;;超超臨界汽輪機高中壓轉(zhuǎn)子鋼高溫低周疲勞性能研究[J];機械工程師;2013年07期

4 吳健棟;蔡志鵬;潘際鑾;劉霞;喬尚飛;王朋;霍鑫;沈紅衛(wèi);;疲勞裂紋擴展門檻值的影響因素綜述[J];熱力透平;2013年02期

5 嚴益民;胡正飛;林富生;趙雙群;;長期服役對30Cr1Mo1V鋼疲勞斷裂性能和組織的影響[J];材料熱處理學(xué)報;2013年01期

6 梅林波;沈紅衛(wèi);王思玉;張瀾庭;孫鋒;;625℃汽輪機轉(zhuǎn)子材料的開發(fā)及性能分析[J];熱力透平;2012年03期

7 陶凱;于慎君;韓璐;于文平;趙永讓;王繼生;;汽輪機轉(zhuǎn)子材料的研究進展[J];材料導(dǎo)報;2012年01期

8 王慶雷;李德才;;疲勞裂紋擴展影響因素研究綜述[J];機械工程師;2011年08期

9 張紅軍;周榮燦;于在松;;P92鋼時效過程中沖擊性能和硬度變化的試驗[J];動力工程學(xué)報;2010年07期

10 林富生;王治政;王寶忠;程世長;謝錫善;;中國電站用耐熱鋼及合金的研制、應(yīng)用與發(fā)展[J];動力工程學(xué)報;2010年04期

本文編號：2889215