1、 天津大學(xué)碩士學(xué)位論文 2.25Cr1MoV 鋼高溫低周疲勞及疲勞蠕變交互作用的研究 A study on the low cycle fatigue and fatigue-creep interaction behavior of 2.25Cr1MoV steel at elevated temperature 學(xué)科專業(yè)：化工過程機(jī)械 研 究 生：田陽 指導(dǎo)教師：陳旭 教授 天津大學(xué)化工學(xué)院 2015 年 5 月 中文摘要 中文摘要

2、 加氫裝置是石化行業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備，加氫設(shè)備長期工作在高溫、高壓臨氫環(huán)境中。隨著我國石化行業(yè)的發(fā)展，加氫裝置趨于大型化，操作環(huán)境也愈來愈苛刻，對設(shè)備的安全性提出了更高的要求，這些設(shè)備一旦失效，將會給人員安全和國家財(cái)產(chǎn)帶來嚴(yán)重的損失。疲勞、蠕變及其交互作用是高溫高壓環(huán)境下結(jié)構(gòu)失效的典型模式，對設(shè)備的安全運(yùn)行至關(guān)重要，幾十年來是各國學(xué)者一直面臨的難題。2.25Cr1MoV 鋼是一種新開發(fā)的加氫反應(yīng)器用鋼， 釩元素的加入使其相對傳統(tǒng)的 2.25C

3、r1Mo 鋼具有更好的高溫力學(xué)性能和抗氫腐蝕性能。本文以 2.25Cr1MoV 鋼為研究對象，對其進(jìn)行了高溫條件下應(yīng)變控制的單軸拉伸試驗(yàn)、低周疲勞試驗(yàn)和疲勞蠕變交互試驗(yàn)。研究了溫度和平均應(yīng)變對材料高溫低周疲勞行為的影響， 對材料在疲勞蠕變交互條件下的損傷機(jī)理和壽命預(yù)測進(jìn)行了討論。 試驗(yàn)結(jié)果表明（1）試驗(yàn)溫度由室溫升高到的 455oC 時(shí)，2.25Cr1MoV鋼的強(qiáng)度和塑性均有所降低。 在 455oC 條件下， 材料具有一定的率相關(guān)性。（

4、2）455oC 時(shí)，2.25Cr1MoV 鋼表現(xiàn)出明顯的循環(huán)軟化特性和 Masing 特性，Manson-Coffin 方程和塑性應(yīng)變能法對材料低周疲勞壽命都具有一定的預(yù)測精度。 （3）355oC-555oC 溫度范圍內(nèi)，隨著溫度升高，材料表現(xiàn)出循環(huán)軟化加速，循環(huán)穩(wěn)定塑性應(yīng)變能變大，疲勞壽命降低的趨勢。但在455oC 時(shí)，材料由于動(dòng)態(tài)應(yīng)變時(shí)效作用使得材料抵抗循環(huán)變形能力有所提升，循環(huán)應(yīng)力幅和塑性應(yīng)變能相對于 355oC 時(shí)變化不大。 （

5、4）455oC 時(shí)改變應(yīng)變比引入平均應(yīng)變會產(chǎn)生初始平均應(yīng)力， 但對材料的循環(huán)軟化特性沒有影響，不同應(yīng)變比條件下的循環(huán)應(yīng)力響應(yīng)曲線基本重合，塑性應(yīng)變能相差不大，疲勞壽命基本一致。 （5）455oC 和 555oC 溫度下，材料表現(xiàn)出明顯的疲勞蠕變交互作用，疲勞壽命隨著保持時(shí)間的增加明顯降低，相同保持時(shí)間下拉伸和壓縮組合保持損傷最大，拉伸保持影響次之，壓縮保持損傷最小。通過分析疲勞蠕變交互機(jī)理，提出了修正的塑性應(yīng)變能法，結(jié)果表明該方法對材料