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基于电阻法的30cr1mo1v汽轮机转子钢蠕变寿命的研究
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基于电阻法的30
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经营许可证编号:京ICP备号-3DL/T 753-2015 汽轮机铸钢件补焊技术导则 电力行业标准(DL)-工标网
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汽轮机铸钢件补焊技术导则
标准编号：DL/T 753-2015
标准状态：
标准价格：9.0 元
客户评分：
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本标准可以作为火力发电厂汽轮机系统铸钢件补焊工作所涉及的有关各方认可的补焊技术要求。
替代情况：
发布部门：
&国家能源局
发布日期：
实施日期：
提出单位：
&中国电力企业联合会
归口单位：
&电力行业电站焊接标准化技术委员会
起草单位：
&神华国华（北京）电力研究院有限公司、河北省电力建设调整试验所、苏州热工研究院有限公司、国网山西省电力公司电力科学研究院、国电科学技术研究院、上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂、东方电气东方汽轮机有限公司
&梁军、郭军、赵建仓、姜运建、冀晋川、谢航云、杜晋峰、郑相锋、成鹏、李玉艳、舒学芳、王斌、武英利
&中国电力出版社
出版日期：
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Copyright & 工标网 ，All Right Reserved&&产品名称：30Cr1Mo1V
产品规格：20-600
包装说明：打捆
价格说明：25300
产品数量：12
发布日期：
公司名称：
经营模式：贸易型
联系方式：
留言询价：
&30Cr1Mo1V- 30Cr1Mo1V&的 详 细 说 明
常州中特特钢有限公司是一家专业从事优特钢生产及加工的企业,该公司常年大量供应：优质冷热模具钢、合金工具钢、合金结构钢、不锈钢、轧辊钢、塑模钢、轴承钢、碳素钢、军工钢、耐热钢、齿轮钢等。规格齐全、备有现货。备有大型锯床、车床、磨床、刨床、龙门铣、镗床等加工设备，可零锯割及其提供加工、热处理等服务，并承接钢锭、方坯、模条、锻件制造、轧辊毛坯制作等等。具体钢种如碳素钢：10#、20#、25#、35#、45#、55#、60#、75#、15Mn、16Mn、20Mn、30Mn、40Mn、50Mn、T7、T8、T10、T11、T8Mn、S45C、CK45N、C45E、S35C、、、080M40、GCr15、GCr15SiMn、G20CrNiMo、G20CrNi2Mo、G20Cr2Ni4、G10CrNi3Mo、659Cr2Mo、9Cr2MoV、86CrMoV7、9CrV、50CrNiMo、50CrMnMo合结钢20-40Cr‘35CrMo、42CrMo、20-30CrMnTi、34CrNiMo6、20Cr2Ni4A、40CrNiMo、38CrMoAl、&40CrNi、34CrNi3MoA、&12CrNi2、&20Ni4MoA、30CrNi3MoV、35SiMn、18CrNiMo7-6合金工具钢H13、7CrSiMnMoV&、4Cr5W2Vsi、Cr12、Cr12MoV轧辊钢9Cr2Mo、9Cr2MoV、86CrMoV7、9CrV、50CrNiMo、50CrMnMo、碳工钢CrWMn、、T8-10、轴承钢：GCr15、GCr15SiMn、G20CrNiMo、G20CrNi2Mo、G20Cr2Ni4、G10CrNi3Mo合金结构钢：20-50Mn2、37SiMn、20MnMo、20Cr、40Cr、50Cr、38CrSi、15CrMo、20CrMo、30CrMo、35CrMo、42CrMo、35CrMoV、60CrMoV、38CrMoAL、40CrV、25CrMnSi、30CrMnSi、35CrMnSiA、20CrMnMo、40CrMnMo、60CrMnMo、20CrMnTi、30CrMnTi、40CrNi、45CrNi、12CrNi2、12CrNi3、20CrNi3、37CrNi3、12Cr2Ni4、20Cr2Ni4、20CrNiMo、40CrNiMoA、20Cr2NiMoA、40Cr2NiMoA、20Ni4MoA、45CrNiMoVA、18Cr2Ni4WA、25Cr2Ni4WA、15Cr2Mo1、12Rr1MoV、25Cr2MoVA、25Cr2Mo1VA、27CrMoTi、23CrNi3MoA、15CrMn、20CrMn、40CrMn、25SiMn2MoV、37SiMn2MoV、20MnV、20CrMnSiNi2、42CrMo4、42CrMoSo4V、、、EN36、EN25、34CrNiMo6、18CrNiMo7-6、16MnCr5、31CrMo9、18CrNiMo5、36CrNiMo16、SCM440、P20718不锈钢：1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13等等。长度2-7米，单支重量80―26000kg以上产品均有原厂质保书.自创办以来,认识到品质的重要性,始终坚持‘‘‘‘‘‘‘‘品质就是生命,信誉就是效益‘‘‘‘‘‘‘‘的经营理念,深受全国广大客户的信任和支持,并已得到丰厚的回报.&欢迎各界朋友前来考察，洽谈业务!&
常州中特特钢有限公司是一所集生产、销售为一体的综合型特钢公司，为顾客提供国内外优质冷热模具钢、高速工具钢、弹簧钢、轴承钢、轧辊钢、军工钢、碳工钢、耐热钢、不锈钢碳素及合金结构钢等十几个系列的上百个品种，主要产品有碳素钢20#、35#、45#， 65Mn 合结钢20-40Cr、35CrMo、42CrMo、20-30CrMnTi、34CrNiMo6，20Cr2Ni4A.40CrNiMo. 38CrMoAl.，40CrNi， 34CrNi3MoA. 12CrNi2， 20Ni4MoA. 30CrNi3MoV. 35SiMn模具钢5CrMnMo、7CrSiMnMoV ，4Cr5W2VSi,Cr12、Cr12MoV 轴承钢GCr15、碳工钢CrWMn、、T8-10、轧辊钢GCr15SiMn. 9Cr2Mo.，86CrMoV7， 9CrV 等等。长度2-7米，单支重量80―200000kg， 以上产品均有原厂质保书.，规格齐全、备有现货备有大型锯床，可零锯割，并承接钢锭、方坯、模条、锻件制造、轧辊毛坯制作等等，同时还生产德标、美标、日标、欧标，国际标号钢种。产品不仅被国内大型机车、煤机、石油机械、造船等行业广泛应用，还大量出口欧美、日韩等国家，并为军工、机工、机车、机械、模具、汽车、造船、化工等行业的客户提供过材料的配套服务，为了进一步方便客户，公司还配置了铣、磨、车、镗及数控加工中心等多套大、中、小型精密设备，为顾客加工锻件、模具订做、开发、研制新钢种。我们以真诚的态度恭候您的光临与合作，共享双赢，同创辉煌。创办以来,认识到品质的重要性,始终坚持‘品质就是生命,信誉就是效益‘的经营理念,深受全国广大客户的信任和支持,并已得到丰厚的回报.
公司主要产品源于:国内几大特钢厂,如上钢五厂、东北特钢、太原特钢、山东特钢、贵阳特钢、大冶特钢总厂等，明显地提高了国产钢材的稳定性，安全性，免除了客户的顾虑.为客户提供了更大的选择空间， 我们秉承‘回报源于价值‘的概念,凭借一批思想统一,拼搏团结,熟悉业务,对客户高度负责的团队力量，相信常州中鲁特钢有限公司愿与广大客户携手共进,合作双赢,共同创造明天的辉煌!
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30Cr1Mo1V转子钢蠕变
    
30Cr1Mo1V转子钢蠕变-疲惫交互作用的实验研究
作者：毛雪平 刘宗德 杨昆 安江英
摘要：对30Cr1Mo1V转子钢进行了应变保持的蠕变-疲惫交互作用试验，试验温度为540℃和565℃，应变幅为0.6%~1.2%, 拉压对称梯形波，保持时间为10s，20s，60s。对该材料蠕变-疲惫交互作用下的应力松弛现象及应变-寿命规律进行了研究。实验结果表明，随着控制应变幅的增加，第1、3阶段比例均呈增加趋势，第2阶段的比例呈现减小趋势；以应力下降比率作为参考变量，在整个寿命周期内，拉应力松弛与压应力松弛基本一致，应力下降比率基本相同。给出了基于应变范围划分法和基于频率修正的Coffin-Manson公式的寿命方程。从实验结果来看，将30Cr1Mo1V转子钢的使用温度进步到565℃是可行的。关键词：30Cr1Mo1V钢； 蠕变； 疲惫； 寿命1 引言 在热效率方面，超临界机组具有明显的上风。据文[1]，当蒸汽温度由540℃升至566℃，汽轮机的热耗值可降低50kJ/(kW×h)，所以，为了追求更高的效率，发展超临界机组是火电机组发展的方向。而发展超临界汽轮机组的关键在于各部件的材料性能能否得到保证。从20世纪80年代末，我国在汽轮机转子材料选材方面发生了一些变化[2,3]。传统的转子钢30Cr2MoV存在冶炼方面的原因，质量难以保证，而30Cr1Mo1V具有在力学性能和工艺性能方面的上风。从20世纪90年代以后，30Cr1Mo1V成为30Cr2MoV钢的换代产品，而且被以为可以用作制造23.5~25MPa, 538~540℃/538~566℃超临界机组高中压转子材料。哈尔滨汽轮机有限公司对该材料的低周疲惫试验进行了初步研究[4]，其试验温度在538℃, 对于超临界温度的低周疲惫试验尚未见报道。针对上述情况，本文对30Cr1Mo1V在超临界温度下进行了蠕变- 疲惫交互作用试验研究，探讨该材料用于超临界机组转子钢的可行性。2 试验材料和方法 试验用30Cr1Mo1V转子钢材料取自北京重型电机厂一根高压转子轴头。其热处理工艺为：预备热处理：980~1030℃。空冷，回火后缓冷。调质热处理：940~970℃，风冷，≥660℃回火, 炉冷；除应力热处理：≥ 620℃，炉冷。金相组织为回火贝氏体。转子材料的化学成分和机械性能如表1、表2所示。高温疲惫试验设备主机为长春试验机研究所生产的CSS-280 100KN 电液伺服实验系统，控制器为美国MTS公司生产的458.20 MicroConsole。引伸计的标距为25mm，量程为1mm。试验采用美国材料与实验协会颁布的 Standard Practice for Strain-Controlled Fatigue Testing (ASTM E606-92)以及我国国家标准《轴向等幅低周疲惫试验方法》（GB/T 15248-94）。试样为等截面圆柱形试样，直径10mm。采用轴向总应变控制、拉压对称梯形波，保持时间在10~60s。数据采集由计算机完成。应变范围±0.2% ~ ± 1.2%。加载应变速率为0.2%/s，试验温度为540℃，565℃，在试验之前进行40min的保温。3 试验数据处理方法及试验结果3.1 应变范围划分法应变范围划分法以为，任何一个滞回曲线的非弹性应变范围可分为以下4个分量：①Δεpp，正向为拉伸塑性变形，反向为压缩塑性变形；②Δεcp，正向为拉伸蠕变，反向为压缩塑性变形；③Δεpc，正向为拉伸塑性变形，反向为压缩蠕变；④Δεcc，正向为拉伸蠕变，反向为压缩蠕变。描述循环寿命与4个应变范围分量之间的关系可用Coffin-Manson定律。即任何循环均可以看成上述4个基本循环的组合。疲惫循环的总寿命可以由下式表示式中 N为循环常数。3.2 频率修正公式频率修正公式是对纯疲惫的Coffin-Manson公式引进频率项，用以修正在高温疲惫过程中的蠕变因素的影响，即式中为材料常数。3.3 应变幅的分解法参考文[5]、[6]，对应变保持对称梯形波循环应力应变滞回曲线的非弹性应变范围Δεp，可以分解为部分，如图1所示。在求解Δεcc ~Ncc的关系时首先从纯疲惫试验中得到Δεpp~Npp的关系式，根据在应变保持的循环实验中得到有保持时间的失效周次n，按照线性损伤规律求得Ncc，即应变量Δεp根据计算机采集的数据求得，Δεpp通过计算机采集保持时间开始与结束时的应力求得。4 实验结果4.1 应力随循环周次变化特征在540℃，565℃两种温度下，带有应变保持的30Cr1Mo1V转子钢的应力随周次变化曲线如图2所示。在整个寿命过程中，无论从最大拉应力、最小保持拉应力、最大压应力以及最小保持压应力均呈现从急剧变化- 缓慢变化- 急剧变化3个阶段，各应力变化是同步的，整个过程呈现疲惫软化特征。试验数据结果显示，在相同温度、不同应变下，3个阶段的比例并不相同，这一点与文[7]中关于30Cr2MoV的实验结果不同。随着温度的升高，第1阶段比例有升高趋势，而对第2、第3阶段规律不明显。施加的应变幅大小对各阶段比例变化呈现一定的规律性，即无论保持时间是非，随着控制应变幅的增加，第1、3阶段比例均呈增加趋势，第2阶段的比例呈现减小趋势。应变保持时间的是非同样对各阶段的比例分配规律不明显，如表3、4所示。4.2 松弛应力的变化规律为探讨在应变保持其内在应力下降规律，以相对应变保持开始点时刻的应力作为基准点应力，以应力下降比率作为参考变量，发现在整个寿命周期内，应力下降比率基本相同。在各温度下、不同应变和应变保持时间条件下的结果如表5、6所示。从表中可以看出，拉应力松弛与压应力松弛基本一致，相对误差在7%之内。保持时间的延长，应力松弛比例会增加。而应变水平进步引起的应力松弛比率有升有降。随着温度的升高，应力松弛程度增加。这表明，应力松弛程度与控制的应变和时间有关。根据试验观察到的应力随循环周次变化的特点，可以将应变和时间的影响分离。以f 表示松弛度，t表示保持时间(min)，可以写成4.3 疲惫- 寿命关系失效定义为[7]以第2阶段终了寿命的一半为循环稳定滞回环，选取最大拉应力下降到稳定循环峰值拉应力的75%的循环周次作为失效周次。按照应变范围划分法得到的疲惫寿命公式为按照频率修正法得到疲惫寿命公式为式中 v为频率修正，r/min。为验证公式的正确性，将按照频率修正公式得到的试验数据拟合公式与文[8]中两条Cr-Mo-V钢频率修正曲线进行比较，基本处于同一水平。如图3中拉压保持各30min 曲线对比图。从图3还可以看出，在相同的保持时间的条件下，540℃和565℃两种温度下的寿命曲线没有明显的差别。这表明，将国产30Cr1Mo1V转子钢的使用温度进步到超临界条件的565℃下是可行的。图4为频率修正公式零保持时和Manson-Coffin的比较，两者基本一致。5 结论（1）随着控制应变幅的增加，第1、3阶段比例均呈增加趋势，第2阶段的比例呈现减小趋势。（2）以应力下降比率作为参考变量，在整个寿命周期内，拉应力松弛与压应力松弛基本一致，应力下降比率基本相同。（3）给出了应力下降比率与应变时间的关系。（4）给出了基于应变范围划分法和基于频率修正的Coffin-Manson公式的寿命方程。（5）从实验结果来看，将国产30Cr1Mo1V转子钢的使用温度进步到超临界条件的565℃下是可行的。参考文献翁思成, 姚祖安, 郑云之(Weng Sicheng, Yao Zuan, Zheng Yunzhi). 超临界汽轮机组的现状和开发远景（Actuality and prospect of super-critical steam turbine unit）[J].上海汽轮机(Shanghai Turbine).)：1-11. 林富生(Lin Fusheng).我国火电超临界机组的材料(Material of super-critical steam turbine unit in china)[J].动力工程(Power Engineering )， )：52-64. 孙惠连(Sun Huilian).我国发电设备材料的技术进展(Technical development of power equipment in china)[J].动力工程(Power Engineering)， )：14-24. 黄蓉(Huang Rong). 我国超临界汽轮机组选材及国产化分析(Analysis of material selection and nationalization of national super-critical steam turbine unit)[J].汽轮机技术(Turbine Technology),)：9-13. 徐灏. 疲惫强度 [M]. 北京：高等教育出版社，1990. 徐林耀(Xu Linyao). 低周疲惫/蠕变交互作用下构件的寿命猜测(Life prediction of component under low-cycle-fatigue/creep interaction)[J].航空动力学报(Journal of Aerospace Power)，)：102-112. 毛雪平, 刘宗德, 杨 昆, 等(Mao Xueping, Liu Zongde, Yang Kun, et al). 30Cr2MoV转子钢高温下的低周疲惫特性实验研究（An experimental study on low cycle fatigue behaviors of 30Cr2MoV steel for rotor at elevated temperatures）[J].中国电机工程学报(Proceedings of the CSEE), )：119-122. Viswanathan R. Damage mechanisms and life assessment of high-temperature component[M]. ASM International , 1995.(end)
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