專利名稱：一種預(yù)測(cè)耐熱鋼高溫蠕變性能的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種預(yù)測(cè)耐熱鋼性能的方法，具體地，本發(fā)明涉及一種預(yù)測(cè)耐熱鋼高溫蠕變性能的方法。
背景技術(shù)：
在長(zhǎng)期高溫運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中只允許產(chǎn)生一定量形變的構(gòu)件，如電站鍋爐、蒸汽輪機(jī)，蠕變極限是重要的設(shè)計(jì)依據(jù)。大多規(guī)定蠕變速率為10_5 (%/小時(shí))相當(dāng)于10萬(wàn)小時(shí)的形變量為1%。制造這種構(gòu)件的金屬材料通常要進(jìn)行 數(shù)萬(wàn)小時(shí)，乃至更長(zhǎng)時(shí)間的蠕變?cè)囼?yàn)。耐熱鋼是指在高溫環(huán)境中保持較高持久強(qiáng)度、抗蠕變性和良好化學(xué)穩(wěn)定性的合金鋼，按其正火組織可分為奧氏體耐熱鋼、馬氏體耐熱鋼、鐵素體耐熱鋼及珠光體耐熱鋼等。9_12%Cr鐵素體耐熱鋼作為電站鍋爐、蒸汽輪機(jī)的主要用材，其發(fā)展同樣也需要對(duì)大量測(cè)試合金的反復(fù)的蠕變?cè)囼?yàn)，毫無(wú)疑問(wèn)，這樣大量長(zhǎng)期的蠕變?cè)囼?yàn)既花費(fèi)巨大又耗費(fèi)時(shí)間。為了縮短9-12%Cr鐵素體耐熱鋼的設(shè)計(jì)周期并節(jié)約費(fèi)用，采用對(duì)設(shè)計(jì)的多種合金進(jìn)行初步篩選，然后對(duì)篩選出的合金進(jìn)行蠕變性能評(píng)估是有效的途徑。通常在設(shè)計(jì)合金時(shí)，以合金的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度來(lái)作為材料設(shè)計(jì)和選材的重要指標(biāo)，但抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度表征的是材料的瞬時(shí)性能，其變形機(jī)制與蠕變變形機(jī)制不完全相同，無(wú)法對(duì)材料的長(zhǎng)期蠕變性能進(jìn)行有效的預(yù)測(cè)。因此，急需一種基于一種簡(jiǎn)單的試樣，易快速操作，并且能快速篩選出預(yù)期有好的蠕變性能的篩選方法。CN 101710053A公開(kāi)了一種高溫材料的蠕變壽命預(yù)測(cè)方法，包括步驟為:獲取不同溫度下材料性能的數(shù)據(jù)，每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)數(shù)據(jù)包括溫度、應(yīng)力和斷裂時(shí)間；把試驗(yàn)
數(shù)據(jù)按式
權(quán)利要求
1.一種預(yù)測(cè)耐熱鋼高溫蠕變性能的方法，包括以下步驟: (1)對(duì)耐熱鋼試樣進(jìn)行恒慢速率高溫拉伸試驗(yàn)，記錄拉伸過(guò)程中的載荷和位移數(shù)據(jù)； (2)基于塑性變形體積不變的假設(shè)，按公式(I)和公式(II)，利用步驟(I)得到的載荷和位移數(shù)據(jù)，得到真應(yīng)力σ和真應(yīng)變?chǔ)艛?shù)據(jù)；
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過(guò)分析do/d ε ρ- ε ρ曲線表征的應(yīng)變硬化和應(yīng)變軟化情況，預(yù)測(cè)材料的長(zhǎng)期蠕變性能的優(yōu)劣。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方`法，其特征在于，步驟(I)所述恒慢速率高溫拉伸試驗(yàn)的試驗(yàn)溫度為50(T700°C。
4.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟(I)所述恒慢速率高溫拉伸試驗(yàn)的試驗(yàn)溫度為575飛25°C。
5.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟(I)所述恒慢速率高溫拉伸試驗(yàn)的應(yīng)變速率彡KT5S'
6.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟(I)所述恒慢速率高溫拉伸試驗(yàn)的應(yīng)變速率彡KT6S'
7.如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟(I)所述恒慢速率高溫拉伸試驗(yàn)在具有數(shù)據(jù)采集軟件的高溫拉伸試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行。
8.如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述預(yù)測(cè)耐熱鋼高溫蠕變性能的方法的用途，其特征在于，所述方法可用于預(yù)測(cè)9-12%Cr鐵素體耐熱鋼長(zhǎng)期蠕變性能。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種預(yù)測(cè)耐熱鋼高溫長(zhǎng)時(shí)蠕變性能的方法，特別適用于9-12%Cr鐵素體耐熱鋼高溫長(zhǎng)時(shí)蠕變性能的預(yù)測(cè)。本發(fā)明通過(guò)應(yīng)變速率≤10-5S-1的恒慢速率高溫拉伸試驗(yàn)方法獲得材料在高溫拉伸過(guò)程中的應(yīng)變硬化和應(yīng)變軟化行為，以此表征位錯(cuò)蠕變，預(yù)測(cè)與之變形機(jī)制相同的蠕變變形行為，進(jìn)而預(yù)估材料的長(zhǎng)時(shí)蠕變性能。與蠕變?cè)囼?yàn)相比，該方法操作簡(jiǎn)單、試驗(yàn)周期短，效率高。可用于9-12%Cr鐵素體耐熱鋼新鋼種設(shè)計(jì)時(shí)的合金成分的初步篩選，相比采用傳統(tǒng)的蠕變?cè)囼?yàn)評(píng)估方法，其大大縮短了合金的設(shè)計(jì)周期和節(jié)約了合金的研制費(fèi)用。
文檔編號(hào)G01N3/18GK103105335SQ201210523978
公開(kāi)日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月7日
發(fā)明者崔慧然, 陳瑞鋼 申請(qǐng)人:無(wú)錫透平葉片有限公司