ZG0Cr13Ni4Mo不锈钢断裂力学性能测试.pdf
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1、1 9 9 2 年第 4期 物理测试 Z G O C r 3 Ni 4 Mo 不锈钢断裂力学性能测试 主 塞 一 0 z 7 I ( 沈 阳铸 造研 究所) 擒翼 为确保棱泵叶轮在长期运转过程中绝对安垒可靠,本丈引八并运用断 裂 力 学 理论 厦相 应 测 试手段 ,测 定 Z G0 Cr l 3 Ni 4 Mo 不 锈 锕材 料 的主 要 断 裂 力 学参 数,为评价叶轮 在动载 荷与棱电站一回路水介质条件下服役能力与使 用寿命提供 了 试验数据和必要参数。 , 关 键 词 Z G o C r 1 3 N i4 M o 噬 墼 立 堂 , (、 辟币 铬 渊 J 1前富 稳定运转 中的核泵叶
2、轮不仅承受因高速旋 转而产生 的离心力和旋转 中的振动应力 ,而 且还受到高温水等环境因素的影响 。以往 的叶轮设 计大 多停 留在静强度 设计阶段,尚未进 入韧性设 计阶段 ,实践证 明 ,这种设 计思想 是不完备的 。 。 这是由于,实际l工程应用铸件几乎不可避免存在不同程度与不同类型的工艺缺陷 ( 如 气孔、精松、夹渣、夹杂甚至裂毁) 丽抟统的叶轮设计没有考虑各种工艺缺陷在动载荷 作用下对材料强度曲影晰。辜 i 采试为各种工艺缺陷对材料性能的影响可以借助选取台理的 安鲁鬟 数觯决, 正如水磊运转实磷证朗悯 B 样,这种 解决措 施仍然不能有效地防 止裂纹的 萌生、发展甚至断裂:事实上,在
3、动载荷长期作用下, , 这种工艺缺陷有可能成为首先形成 裂纹源部位 。 因此 ,为了确 保核 泵叶 轮在长期 运转过程 中绝对安全可靠,很有必要考虑裂纹形成和 临界裂纹扩展等问题 ;必须引人井运用断裂力学理论及相应测试手 段,测 定Z G O C r l 3 Ni 4 Mo 不锈锕 材料 的主要断裂力学参数 t为评价叶 轮在动 载荷与核电站一 回路水介质 条 件 下 服 役能力与使 用寿命提供 试验依据 和必要的参数 。 2 试 验材料 简介 试 验用料取 自单 独浇注的Y形试块,其化学成分、热处理制度 、常 规力学性 能、金相 组织试验结 果如下。 2 1 化学成分( 见表l J , 寰 1
4、 试块化学成分, 2 2 热处理制度 软化退火:6 2 0 8 h炉冷 正 火;1 0 0 0 2 h空 冷 一 次回火:6 2 0 4 h 空冷 维普资讯 http:/ 2 4金相组织 经正 火和 回火 后试样的组织是低碳马 氏 体和 逆变 奥氏体 ( 约 占1 2 4 ),参见金 相 照片 1。 5 材料, 蜀 c 鲫测定 鉴 于ZG O C r 1 3 Ni 4 Mo 有优 良的韧性 ,直 接铡定 。 有困难r 因而根据G B 2 0 s 一 8 采 用标准 试 样 测 出,一再 按 , c =( t Y 。 K 。 E算出叶轮 材料 的平 面应变断 裂 韧 度 K。 ( 本文用 c 表
5、示),同样能达 到 评价 材料与工艺的目的,而且易于实现。 s 1 试样 的制各 试样从Y形试块上切取。试样尺寸按G B 2 0 3 8 8 O 规定的B : 0 标准试样制 备,形 状误差 及表面质量要求均符合G B 2 0 3 8 -8 0 规定,参见圈 1。 。 - T 。l。 扁 圈 1-g 晴试谇加 工 豳 疲劳裂纹采用的最大载荷不大于6 8 6 0 N, 符合G B 2 0 3 8 8 D 中关于Pr - t 值的规定。 考虑到G B 2 O 3 8 8 0 关于口 =0 4 0 6 的规定范围,对Z G O C f l 3 Ni 4 Mo 的 适 合 程度 未能预言,即使在该范围
6、内, , 。 值是否稳定要加以验证。沈阳铸造研究所的研 究 结果证 : 按口 :0 5 制备, 。 试样的裂纹长度,用此获得的, z c 值来 评价 G0 c r l 3 Ni 4 M。 材料 的延性断裂韧度比较稳妥,故本次试验选取口 比值为0 6 e 3 2 试验设备及试验方法 维普资讯 http:/ 1 9 9 2 年第 4期 物理穗试 预制疲劳裂纹和 , 试验分别在红山产1 0 吨共振式高频疲劳试验机和 青 山 产WJ - 1 0 型 万 能机械式试验机上进行。 为 了准确判别 与 计测 口 值 ,对试验后 的试样进 行 氧 化 着色处 理。氧化时炉温控制适当,保温时间根据试样情况决定,
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