1、汽輪機轉子鋼的疲勞壽命在正常工作應力條件下，由裂紋形成壽命和裂紋擴展壽命組成。在實際服役條件下，原則上不允許轉子鋼帶裂紋使用，但是轉子在裂紋形成后，從裂紋擴展到失穩(wěn)斷裂仍有較長的壽命。本文圍繞超超臨界高中壓轉子鋼的疲勞裂紋擴展速率、斷裂韌性、裂紋擴展壽命以及超載對轉子鋼疲勞裂紋擴展行為的影響作了試驗研究與探討。
　　本文對12％Cr轉子鋼裂紋擴展壽命的研究表明，頻率、環(huán)境介質(zhì)、應力比、應力波譜、溫度等因素對裂紋擴展速率有影響。隨著

2、溫度升高，12%Cr轉子鋼裂紋擴展速率增大?？紤]試驗條件和轉子實際工作情況的差異，對試驗數(shù)據(jù)做了修正，得到了在不同溫度下用Paris公式處理后建立的12%Cr轉子鋼裂紋擴展壽命的數(shù)學表達式。對國產(chǎn)及進口轉子的高中壓轉子鋼裂紋擴展速率進行了對比表明，國產(chǎn)超超臨界高中壓轉子鋼的裂紋擴展速率稍高于進口轉子，但差距不大。
　　本文研究了12%Cr轉子鋼的超載遲滯特性。超載比、超載停歇時間等因素對12%Cr轉子鋼疲勞裂紋擴展行為有很大的影響

3、，超載使疲勞裂紋擴展產(chǎn)生阻滯效應。當超載比低于20%時，超載對裂紋擴展的阻滯效應不明顯，隨著超載比逐漸增大，超載對裂紋擴展的阻滯效應逐漸增強。超載停歇時間對裂紋擴展的阻滯效應有明顯影響。試驗表明，遲滯循環(huán)數(shù)隨停歇時間延長而增加。超載使12%Cr轉子鋼疲勞裂紋擴展的第Ⅰ、Ⅱ階段的擴展速率略為減慢，但對第Ⅲ階段沒有影響，總體來看，超載對12%Cr轉子鋼裂紋擴展速率的影響不顯著。
　　本文測試了在不同溫度下國產(chǎn)以及進口的12%Cr轉子鋼

4、的斷裂韌性值。國產(chǎn)超超臨界高中壓轉子鋼室溫KIC平均值為73.18 MPa·m1/2，與進口超超臨界高中壓轉子鋼的KIC值相當。
　　基于Paris方程和本文試驗所得到的12%Cr超超臨界高中壓轉子鋼裂紋擴展速率參數(shù)和斷裂韌性KIC，對12%Cr轉子鋼的裂紋擴展壽命進行了預測。并進一步對超超臨界高中壓轉子室溫動平衡和超速試驗的可行性和安全性進行了斷裂力學分析。最后對一重、上重生產(chǎn)的含缺陷的超超臨界高中壓轉子進行了實際的安全性評價和