0I:10.13374/.j.1ssm1001053x.1997.02.008 第19卷第2期 北京科技大学学报 VoL.19 No.2 1997年4月 Journal of University of Science and Technology Beijing Apr.1997 耐热钢12Cr1MoV蠕变性能的描述和外推 陈国良)郭宏)孙继跃)束国刚)李益民) 1)北京科技大学新金属材料国家重点实验室，北京1000832)能源部西安热工研究所，西安710032 摘要对广泛用于电厂主蒸汽管道的耐热钢12C1MoV的蠕变曲线进行了研究，将恒应力埔变与 恒载荷孀变进行对比，证明原始的0一Concept Project方法可以成功地描述恒应力铺变，但它不 能用于恒载荷蠕变.根据12C1MoV钢的蠕变特性，提出一种修正的θ法，可以成功地描述恒应力 和恒载荷辆变曲线，从而可以利用已有大量的恒载荷蜗变数据，有效地进行的蠕变曲线的外推. 关键词耐热钢，蠕变，寿命，外推，12Cr1MoV钢 中图分类号TG113 近年来，英国R.W.Evans和B.Wilshire发展一种被称之为0一Concept Project的蠕变数 据处理方法川，由于充分利用了蠕变曲线的所有信息，在处理钢蠕变数据时，用最长试验点为 1/4a的实验数据，其有效外推寿命长达30a2四. 日一Concept Project的基本思想是把蠕变过程看成由蠕变第I阶段的硬化过程和蠕变第 3阶段的软化过程所组成，而没有第2阶段蠕变的存在.因此蠕变曲线可用下式表示： e=0(1-e-+0,(e-1) (1) 其中，日，为和温度和应力有关的系数，且满足以下关系： 1g0,=a.+bT+c,0+doT(i=1,2,3) (2) 式中，a,b,c,和d,为材料常数.一旦这4个材料常数确定，就可确定给定温度和应力下的材料 的蠕变形变曲线；日，和0,2个参数同蠕变第1和第3阶段的变形量有关，而日，和日，则对蠕变 速率有重要影响，增加日，和日，将会迅速使第1阶段变形速率下降而使第3阶段变形速率加 大 112Cr1MoV钢的恒应力蠕变实验和法的应用 为了恒应力蠕变实验，特别设计和制造了HY510恒应力仪，恒应力仪HY510通过 DARTEC机器的外部接口控制载荷的变化，以实现蠕变过程中应力保持不变， DARTEC试验机采用3段式电阻丝加热炉加热，温度波动不大于±3℃，试样有效段的 上下温差不大于±3℃，在空气中进行.加载载荷精度为±0.05kN,试样变形由引伸仪通过 差动变压器(LVDT)测量，并由X一Y记录仪跟踪试验全过程，由PZ8数压表定时测量各通 道的位移和载荷数据. 图1()为540℃下耐热钢12Cr1MoV在4个应力下的恒应力蠕变形变曲线.与恒载荷蠕 1997-01-10收稿 第一作者男64岁数授第 19卷 第 2期 19 9 7年 4月 北 京 科 技 大 学 学 报 J o u r n a l o f Un i v e r s it y o f Sc i e n c e a n d T e c h n o l o g y 价 ji i n g V o l 。 19 N o . 2 A P r . 19 7 耐热钢 21 C r 1M o V 蠕变性 能的描述 和外 推 陈 国 良 ’ ) 郭宏 ’ ) 孙继 跃 , ) 束 国刚 2 ) 李益 民 2) l )北 京科技大学新金属 材料 国 家重 点实验室 , 北 京 10 0 0 8 3 2) 能 源部 西安 热工研究 所 , 西 安 7 10 0 3 2 摘 要 对广泛用 于 电厂主蒸 汽管道的耐热钢 12 C rl M o V 的蠕变 曲线进行 了 研究 . 将恒 应力蠕变与 恒载荷 蠕变进行 对 比 , 证 明 原始 的 e一 C o cn e tP rP oj ce t 方法 可 以 成功地描 述恒应力 蠕变 , 但 它不 能用于 恒载荷蠕变 . 根据 12 C r 1M o V 钢的蠕变特性 , 提出一种修正 的 e 法 , 可以 成功地描述恒应力 和恒载荷蠕变 曲线 , 从而 可 以利 用已 有大量的恒载荷蠕变数据 , 有效地进行 的蠕 变曲线的外 推 . 关键词 耐热钢 , 蠕 变 , 寿命 , 外推 , 1 2C r l M o v 钢 中图分类号 T G l l3 近年 来 , 英 国 R . w . vE an s 和 B . w ils ih er 发展 一种 被称 之为 。一 c on ce tP P ojr ce t 的蠕 变 数 据处理 方法 I ’ ] , 由于充 分利 用 了蠕 变 曲线 的所有 信 息 , 在 处理 钢 蠕变 数据 时 , 用 最长 试验 点 为 14/ a 的实验数据 , 其有 效外 推 寿命长达 30 alz 〕 . 0一 C ocn e tP p r oj e t 的基本 思想 是 把蠕 变过程 看成 由蠕变 第 1 阶段 的硬化 过 程和 蠕变 第 3 阶 段的软化过 程所组成 , 而 没有 第 2 阶段 蠕 变的存 在 . 因此 蠕变 曲线 可 用下式 表示 : ￡ 二 e t ( 1 一 e 一 口2 争+ 0 3 ( e 口4 ` 一 l ) ( l ) 其 中 , 0 , 为和 温度 和应力有 关 的系 数 , 且 满足 以下 关 系 : l g e ` 一 a ; + b ` T + e ` a + 试a T ( i = l , 2 , 3 ) (2 ) 式 中 , a, 娜 c ,和 试为材 料 常数 一旦 这 4 个材 料常数确 定 , 就可 确定 给定 温度 和应 力下 的材 料 的蠕 变形 变 曲线 ; 0 . 和 0 。 2 个参数同蠕变 第 1 和第 3 阶段 的变 形量 有 关 , 而 0 2 和 0 4 则 对蠕 变 速 率有 重要 影 响 , 增 加 0 2 和 0 4 将会 迅 速使第 l 阶段 变形 速 率 下 降而 使第 3 阶段 变 形 速率 加 大 . 1 1 2 C lr M O V 钢 的恒应力蠕变实验和法 的应用 为 了恒 应 力 蠕 变 实 验 , 特 别 设 计 和 制 造 了 HY 5 10 恒 应 力 仪 , 恒 应 力 仪 H Y 5 10 通 过 D八 R T E C 机 器 的外部接 口 控 制载荷 的变 化 , 以 实 现蠕 变过 程 中应力保持不变 . D八 Rl , E C 试验 机采 用 3 段 式 电阻 丝加 热 炉加 热 , 温 度波 动 不大 于 士 3 ℃ , 试样 有效段 的 上下 温差 不 大于 士 3 ℃ , 在 空气 中进 行 . 加 载 载荷 精度 为 士 0 . 05 k N , 试样 变形 由引伸仪 通过 差 动变 压 器 (VL I开) 测量 , 并 由 X 一 Y 记 录仪 跟 踪 试验 全过 程 , 由 PZS 数压表 定 时测 量 各通 道 的位移 和 载荷 数据 . 图 1a( )为 5 4 0 ℃ 下 耐 热钢 12 C r 1M o V 在 4 个应 力下 的恒 应力 蠕变 形变 曲线 . 与恒载 荷蠕 19 9 7 一 01 一 10 收稿 第一作者 男 6 4 岁 教授 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1997. 02. 008