16MnR钢高温疲劳裂纹扩展行为试验研究.pdfVIP

维普资讯 · 48 · 化 工 设 备 与 管 道 第 42卷 16MnR钢高温疲劳裂纹扩展行为试验研究 张 萍， 张 芳， 王 莺 (浙江工业大学化工机械设计研究所 ，杭州 310027) [摘要] 对 16MnR钢在常温、150℃、300c和425℃下的疲劳裂纹扩展速率进行了测试和分析，得到了四种温度下的疲劳裂纹扩展规律 。 结果表明：该材料在 150℃和 300℃的疲劳裂纹扩展速率 比常温和425℃时低，425℃时疲劳裂纹扩展速率最高。 [关键词] 钢 ； 高温； 疲劳裂纹扩展规律 ResearchofFatigueCrackGrowthBehaviorof16M nR underHighTemperature ZhangPing ZhangFang W angYing (ChemicalMachineryDesignInstitute，ZhejiangIndustrialUniversity，HAngzhou 310027) EAbstraet] Inthepaper，the{atiguecrackgrowthratesof16MnRatroomtemperature。150℃，300℃and425℃weretestedandana lyzed．Thelawsoffatiguecrackgrowthatfourtemperatureswere，then，obtained．Theresultsshowedthatthecrackgrowthratesof16MnR at150IC and300℃ arelowerthanthoseatroom temperatureand425C。andthecrackgrowthrateat425℃ isthehighest． [Keywords] 16MnR，hightemperature，lawof{atiguecrackgrowth 1 引言 试样温度 ，四种温度情况下各用两件试样。试验在 工程构件或机械零部件 的失效破坏，大部分是 岛津微 机 控 制 电液 伺 服静 动 态 材 料 试 验 机 由于疲劳造成的，由疲劳过程引起裂纹的萌生及扩 EHFED250KN一40L上进行。高温环境采用试验机 展。对于常温条件下的材料疲劳裂纹扩展规律研究 自带 电炉加热和保温，在试件 的上、中、下三位置捆 人们已做了大量工作 ，理论 日趋成熟 ，并在材料的失 绑热 电偶控制温度 ，试样加热到达试验温度后保温 效分析和寿命估算 中得到了广泛的应用。材料的高 30分钟后开始试验 ，控温精度在 1℃。常温静态拉 温力学性能与常温力学性能有很大差异 ，对于高温 伸试验按 GB228—87《金属拉伸试验方法》进行；高温 环境下构件的疲劳问题 ，涉及 因素多，影响复杂 ，所 静态拉伸试验按 GB4338—84《金属高温拉伸试验方 做 的研究也很不成熟 。使用传统 的常温疲劳裂纹 法》进行 。静态拉伸试验分两段进行。在应变量较 扩展规律已不能够很好预测高温裂纹扩展规律不确 小的初始段 ，采用应变控制 ，加载速率为 0．00250／0／ 定因素，因此对高温下疲劳裂纹扩展速率和扩展规 S，绘制 a一￡图，测得弹性模量 E和屈服强度 。用 律的研究具有重大的工程实用价值 。 该实验设备 自带数据处理软件进行数据处理，测得 16MnR属于低合金钢 ，是一种典型的压力容器 16MnR的化学成分和力学性能见表 1和表 2。 用钢 ，广泛应用于石油 、化工、核