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X12CrMoWVNbN10-1-1轉子鋼室溫低周疲勞特性研究
轉子是汽輪機乃至整個機組設備中最關鍵的受壓部件和高速旋轉部件，機組啟動、調峰及事故工況下各種瞬態熱應力、膨脹受阻產生的附加應力等與工作應力相疊加，在轉子危險點處，局部應力可能超過材料的屈服極限，進入彈塑性變形狀態，常成為轉子表面裂紋萌生的主要原因。為了轉子的安全運行，對轉子材料進行低周疲勞壽命分析和計算是十分必要的，低周疲勞應成為汽輪機設計和運行中考慮的重點。
X12CrMoWVNbN10-1-1轉子鋼常應用于超超臨界汽輪機機組，對該材料進行低周疲勞特性試驗，掌握其低周疲勞特性，可以為該材料的疲勞設計和壽命管理提供參考依據。上海電氣電站設備有限公司上海汽輪機廠的技術人員取德國進口轉子端部進行了相關試驗，取樣方向為切向，材料的化學成分和力學性能分別見下表。
表1材料的化學成分
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| C |
Cr |
W |
Mn |
Mo |
Nb |
Ni |
V |
Cu |
| 0.122 |
10.035 |
1.02 |
0.393 |
1.088 |
0.047 |
0.796 |
0.181 |
0.052 |
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表2材料的力學性能
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| 屈服強度，MPa |
抗拉強度，MPa |
斷后伸長率，% |
斷面收縮率，% |
彈性模量，MPa |
布氏硬度，HB |
| 765 |
878 |
11.48 |
62.5 |
213420 |
278 |
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疲勞試驗結果表明：
X12CrMoWVNbN10-1-1轉子鋼在常溫下的低周疲勞性能表現為循環軟化特性。
擬合了循環應力-應變曲線和應變-壽命曲線，得到該材料的室溫低周疲勞特性參數，推測出該材料的轉變壽命。
X12CrMoWVNbN10-1-1轉子鋼的轉變壽命NT約為1300次，壽命N低于1300周次時，塑性應變占優勢，屬于低周疲勞，壽命N高于1300周次時，彈性應變占優勢，屬于高周疲勞。
在低周疲勞過程中，拉應力峰值的降幅大于壓應力峰值，拉伸彈性模量下降幅度大于壓縮卸載彈性模量下降幅度，遲滯回線面積逐漸縮小。
隨著應變幅值的增大，X12CrMoWVNbN10-1-1轉子鋼低周疲勞的循環軟化程度增加，應力下降幅度增加，軟化速率提高。
X12CrMoWVNbN10-1-1轉子鋼在應變量等幅增長的條件下，應變幅越高，穩定循環階段的應力增長幅度越小。
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