應(yīng)變強化對奧氏體不銹鋼高溫疲勞行為的影響.doc

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1、應(yīng)變強化對奧氏體不銹鋼高溫疲勞行為的影響?應(yīng)變強化技術(shù)是提高材料屈服強度的一種科學(xué)有效的方法。該方法的基本思想如下：在室溫下將材料加載至發(fā)生一定量的塑性變形后卸載，當(dāng)再次加載時，材料的屈服強度將得到提高。對于在承壓設(shè)備領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛的奧氏體不銹鋼來說，由于其屈服強度與抗拉強度間具有較大的塑性延伸區(qū)域，塑性儲備能力較好，經(jīng)過應(yīng)變強化后材料的屈服強度可以得到顯著提高，相應(yīng)地，材料的設(shè)計許用應(yīng)力也能大幅度提升，從而在相同的設(shè)計參數(shù)下可以減薄容器壁厚，同時材料仍能保留較高的塑性儲備。因此，采用應(yīng)變強化技

2、術(shù)制造奧氏體不銹鋼制壓力容器可以實現(xiàn)壓力容器的輕型化。由于應(yīng)變強化技術(shù)充分利用了奧氏體不銹鋼材料優(yōu)良的塑性，設(shè)計理念超前，目前世界上僅有歐洲、澳洲和美洲等少數(shù)幾個國家采用此技術(shù)制造應(yīng)變強化容器，而這其中僅有瑞典和澳大利亞允許將這類容器應(yīng)用于高溫環(huán)境。與國外相比，我國在奧氏體不銹鋼制壓力容器應(yīng)變強化技術(shù)方面的研究起步較晚，考慮到原材料和設(shè)計制造工藝上存在差異性，國外的這些技術(shù)和措施不能在中國直接應(yīng)用，國產(chǎn)材料應(yīng)變強化后的適用性評價、應(yīng)變強化后對材料和設(shè)備壽命與可靠性的影響是目前需要盡快解決的問題。

3、為研究應(yīng)變強化過程中容器的風(fēng)險增量，對固溶態(tài)和應(yīng)變強化預(yù)處理態(tài)的S31603奧氏體不銹鋼在550℃、應(yīng)力控制模式下的疲勞行為開展系統(tǒng)研究。S31603奧氏體不銹鋼的化學(xué)成分見表1。表1??S31603奧氏體不銹鋼的化學(xué)成分元素CrNiCSiMnPSMoNFe質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%16.2210.140.0260.771.030.020.0122.010.025余量?研究結(jié)果表明：1）經(jīng)室溫應(yīng)變強化預(yù)處理后，S31603不銹鋼在550℃下的屈服強度值仍高于固溶態(tài)材料，沒有出現(xiàn)強度恢復(fù)現(xiàn)象，強化效果保持良好。

4、2）相同試驗條件下，應(yīng)變強化預(yù)處理前后材料均表現(xiàn)出持續(xù)的循環(huán)硬化響應(yīng)，但經(jīng)應(yīng)變強化預(yù)處理后材料的循環(huán)應(yīng)變幅和平均應(yīng)變均小于固溶態(tài)材料。3）在550℃、應(yīng)力控制模式下的疲勞試驗中，動態(tài)應(yīng)變時效宏觀表現(xiàn)為平均應(yīng)變階躍現(xiàn)象。4）室溫下不超過10%的應(yīng)變強化預(yù)處理可以有效提高S31603不銹鋼的高溫疲勞壽命，從而可以為應(yīng)變強化奧氏體不銹鋼容器在高溫環(huán)境下的安全運行提供保障。