弯曲晶界对GH49合金蠕变过程中位错组态的影响

本文用电子金相观察了GH49合金两种不同的晶界状态,试样在蠕变断裂过程中位错组态的变化,并研究了位错与晶内γ′相及晶界碳化物沉淀间的相互作用。研究表明:平直晶界试样,晶内蠕变主要是位错攀移越过γ′相所引起,晶界运动受控于晶界滑动。而弯曲晶界试样,晶内蠕变是位错攀移越过r′相及位错切割γ′相所引起,晶界运动受控于晶界滑动与弯曲段内的“回复”移动。因而,弯曲晶界提高了晶内蠕变速率而降低了晶界滑动速率。这就有效地阻止了裂纹的连接、扩展,大幅度地提高了蠕变第三阶段的断裂抗力,从而延长了蠕变寿命及蠕变断裂塑性。     

2.25Cr-1Mo钢蠕变裂纹扩展的有限元模拟

编制了有限元程序CCGC-1以模拟计算高温材料蠕变裂纹的扩展。在静态裂纹时,本程序与BERSAFE程序计算的结果相当符合。同时本程序又可模拟裂纹的扩展,使蠕变的数值计算更符合实际情况。例如对国产2.25 Cr-1 Mo钢在565℃下蠕变裂纹扩展问题进行计算得到的C~*对裂纹扩展速率dα/dt的关联结果,与其他同事用实验得到的结果基本一致。     

12Cr1MoV耐热钢高温加热过程中位错组态的TEM研究

用透射电子显微镜(TEM)对12Cr1MoV珠光体耐热钢的位错组态和其他细节进行了观察和分析.结果表明,在12Cr1MoV正火后的高温回火和高温长时间加热过程中,12Cr1MoV中的相变位错首先发生部分回复,接着出现了位错胞结构,随后位错密度大大降低.最终,12Cr1MoV钢在高温时效后形成了低密度的线状位错组态,构成了比较稳定的位错网络.以上这些微结构变化伴随着材料力学性能的退化.     

不同蠕变条件下耐热钢焊接件的空洞损伤演化

针对两种马氏体耐热钢焊接接头(F92/Co3W2和Co3W2/Co3W2)在105~250 MPa和873~948 K条件下开展蠕变拉伸测试,利用Larson-Miller参数法外推不同温度下焊接接头服役100 000 h寿命对应的蠕变断裂许用应力,研究其在不同蠕变条件下的空洞损伤规律. 随着外加应力的降低,两种焊件的断裂位置、断裂模式及断裂机制均发生了转变,从位于母材的穿晶塑性断裂变为细晶热影响区的沿晶脆性断裂(即Ⅳ型断裂). 针对断口区域的空洞损伤变化规律的研究表明：(1) 当断裂模式由塑性断裂转变为脆性断裂时,断口附近空洞会出现突变,塑形断口空洞“个头大数量少”而脆性断口空洞“个头小数量多”;(2) 在相同断裂模式下,随蠕变应力的减小,空洞按照“尺寸变大、数量密度增大及面积分数增大”的规律变化;(3) Ⅳ型断口处空洞存在合并链接现象,其方向与应力方向垂直.     

2(1/4)Cr-1Mo 耐热钢脉冲 MAG 焊试验研究

本文采用脉冲ＭＡＧ焊接工艺方法,在不予热条件下,对２１４Ｃｒ－１Ｍｏ耐热钢进行了焊接。观察分析了焊接接头的组织及性能。得出了这种方法焊接对热作用敏感的２１４Ｃｒ－１Ｍｏ耐热钢的可行性。     

层状复合材料中离散位错的力学行为分析

建立含有离散位错的层状材料力学模型;采用应力场修正方法,使用Airy应力函数及Fourier变换获得层状复合材料中单个位错应力场的弹性解;最后使用应力场叠加方法分析了位错和界面的耦合效应.     

华庆地区长8_1储层可动流体赋存特征及孔隙度演化

应用核磁共振、铸体薄片、扫描电镜、恒速压汞、物性等实验资料,分析鄂尔多斯盆地华庆地区三叠系延长组长81储层可动流体的赋存特征及孔隙度演化。结果表明,不同物性的T2谱形态表现为3种类型,可动流体孔隙度非均质性强于可动流体饱和度,渗透率对可动流体参数的敏感性显著强于孔隙度;矿物成分成熟度、胶结及溶蚀作用是可动流体赋存特征的重要影响因素,面孔率是影响可动流体赋存特征的关键参数;粒间孔面孔率与可动流体饱和度呈较好的正相关性,微孔极易于束缚可动流体;溶蚀及中晚期胶结演化强度是影响可动流体赋存的重要特征;计算后可知孔隙度与可动流体饱和度呈较好的正相关性,孔隙度演化路径的数学模型是反映可动流体赋存特征的响应函数,可以直接用来表征油气产能效果。     

CDM模型对P91钢在600℃短时蠕变行为模拟的改进

在600℃等温条件下通过对P91钢进行不同应力的蠕变持久试验,已获得其完整蠕变曲线。在分析给定条件下蠕变机制的基础上,通过耦合位错损伤项,提出了改进的连续介质蠕变损伤力学模型。此外,相关数值计算结果表明,改进模型预测结果与已有蠕变数据吻合较好,从而为进一步预测P91钢在600℃不同应力条件下的蠕变行为提供了有效途径。     

5Cr-0.5Mo耐热钢寿命预测中主曲线非参数统计分析

利用非参数统计方法,对5Cr-0.5Mo耐热钢寿命预测中的主曲线进行分析,提出新的主曲线形式(双指数形式),给出5Cr-0.5Mo耐热钢主曲线表达式。与传统的多项式主曲线以及近来提出的主曲线相比,双指数形式主曲线有很好的统计推断特性。利用5Cr-0.5Mo耐热钢的长时蠕变断裂数据对仅利用其短时蠕变断裂数据建立的主曲线进行外推特性检验,检验结果显示,双指数主曲线的外推具有较强的稳健性。     

改良型9Cr-1Mo钢的形变热处理强化机制

采用形变热处理技术有效地提高改良型T91 耐热钢的高温回火抗力和室温综合力学性能。该钢经形变热处理后性能提高的主要机制是细晶强化和伴随晶粒细化而产生的马氏体组织的细化以及析出物的弥散分布。     

High-temperature oxidation behavior of 9Cr-5Si-3Al ferritic heat-resistant steel

To improve the oxidation properties of ferritic heat-resistant steels,an Al-bearing 9Cr-5Si-3Al ferritic heat-resistant steel was designed.We then conducted cyclic oxidation tests to investigate the high-temperature oxidation behavior of 9Cr-5Si and 9Cr-5Si-3Al ferritic heat-resistant steels at 900 and 1000℃.The characteristics of the oxide layer were analyzed by X-ray diffraction,scanning electron microscopy,and energy dispersive spectroscopy.The results show that the oxidation kinetics curves of the two tested steels follow the parabolic law,with the parabolic rate constant k_p of 9Cr-5Si-3Al steel being much lower than that of 9Cr-5Si steel at both 900 and 1000℃.The oxide film on the surface of the 9Cr-5Si alloy exhibits Cr_2MnO_4 and Cr_2O_3 phases in the outer layer after oxidation at 900 and 1000℃.However,at oxidation temperatures of 900 and 1000℃,the oxide film of the 9Cr-5Si-3Al alloy consists only of Al_2O_3 and its oxide layer is thinner than that of the 9Cr-5Si alloy.These results indicate that the addition of Al to the 9Cr-5Si steel can improve its high-temperature oxidation resistance,which can be attributed to the formation of a continuous and compact Al_2O_3 film on the surface of the steel.     

Effect of aging temperature on the microstructures and mechanical properties of ZG12Cr9Mo1Co1NiVNbNB ferritic heat-resistant steel

The effect of aging on the mechanical properties and microstructures of a new ZG12Cr9Mo1Co1NiVNbNB ferritic heat resistant steel was investigated in this work to satisfy the high steam parameters of the ultra-supercritical power plant. The results show that the main precipitates during aging are Fe(Cr, Mo)₂₃C₆, V(Nb)C, and (Fe₂Mo) Laves in the steel. The amounts of the precipitated phases increase during aging, and correspondingly, the morphologies of phases are similar to be round. Fe(Cr, Mo)₂₃C₆ appears along boundaries and grows with increasing temperature. In addition, it is revealed that the martensitic laths are coarsened and eventually happen to be polygonization. The hardness and strength decrease gradually, whereas the plasticity of the steel increases. What’s more, the hardness of this steel after creep is similar to that of other 9%–12%Cr ferritic steels. Thus, ZG12Cr9Mo1Co1NiVNbNB can be used in the project.     

中温低张应力下磷在2．25Cr-1Mo钢中的晶界偏聚研究

采用俄歇电子能谱仪(AES)研究了在520 ℃,40 MPa的张应力下2.25Cr-1Mo钢中磷元素的晶界偏聚行为.经检测发现磷在晶界处发生了明显的非平衡晶界偏聚现象,其临界时间为0.5 h,此时磷原子的偏聚量为14.82%(原子百分比).根据徐庭栋的中温低张应力引起的非平衡晶界偏聚理论模型进行分析,发现张应力使磷-空位复合体的扩散系数增加了1个数量级,使磷原子的扩散系数降低了4个数量级,且俄歇试样的断口形貌与晶界磷原子的偏聚结果相一致.     

应力作用下2.25Cr-1Mo钢中磷的晶界偏聚

对加氢反应器随炉运行试样在146.67MPa的作用应力下,分别进行125、200和400h的等温回火脆化试验,然后对试验后试样进行俄歇电子能谱分析试验(AES),得到有、无应力下杂质元素P原子的晶界偏聚量.结果表明:有应力作用下的P原子的晶界偏聚量要比无应力下的要低,且冲击试样的断口形貌与晶界P原子的偏聚结果相一致.导致加氢反应器材料2.25Cr-1Mo钢回火脆化主要原因是P原子在晶界偏聚所致,而作用应力对杂质P原子的偏聚有一定的影响,并且起到抑制作用,且随着保温时间的增加,这种作用不断加强.     

9Cr－1Mo钢炉管焊接预热温度的研究

通过小铁研试验和热模拟试验，对８ｍｍ厚９Ｃｒ－１Ｍｏ钢的焊接预热温度问题进行了试验研究，发现不预热焊接时并没有产生冷裂纹，指明了国内外标准中对９Ｃｒ－１Ｍｏ钢焊前预热温度规定有一定的局限性，并通过计算绘制了不同线能量和板厚对应的预热温度曲线，为这种钢材焊接工艺的制定提供了重要依据     

磁性测量的高温蠕变状态参数化表征

为了对服役构件的蠕变损伤进行快速准确评估,利用磁滞回线检测技术,对9Cr-1Mo钢在620℃、145MPa条件下的不同蠕变损伤状态进行参数化表征,探讨了磁性参数矫顽力(HC)和剩磁(Mr)随蠕变时间的变化规律。在此基础上,对蠕变损伤试样进行金相观察,研究了不同蠕变状态下9Cr-1Mo钢的微观组织演化过程。结果表明:矫顽力和剩磁与9Cr-1Mo钢蠕变损伤过程中的位错,碳氮化物与析出相的演化有密切的关系,从而进一步说明磁滞回线检测技术在9Cr-1Mo钢蠕变状态及寿命预测研究中具有重要意义。     

一种高氮钢的高温力学性能和组织演变规律

6Cr21Mn10MoVNbN合金是重型发动机用高氮钢.采用Gleeble1500热模拟、金相分析、扫描电镜、XRD和理论分析相结合的方法研究了该合金的高温变形特性.微观结构分析表明,变形温度和应变速率对该合金微观组织的演变有很大的影响.合金在850,950,1050℃经历相同的变形量后,合金晶粒尺寸相差不大.但当温度升至1150℃,变形后合金晶粒尺寸迅速增大,此类变化主要是由于温度升高使合金中铬的碳化物快速溶解和转化所致.