蠕变历程中电厂承压材料SA508-III 钢的细观应力研究1)

陈小芹 李方军 谢志刚， 李相清

***(汕头职业技术学院机电工程系，广东汕头515078)

†(交通运输部水运科学研究院，北京100088)

**(西湖大学工学院，杭州310024)

电厂服役设备中承受高温高压的部件更换后检验发现，在长期服役温度下(300°C 以上) 的承压容器及管道极易发生热老化和高温蠕变，热老化或高温蠕变导致金属材料中第二相粒子在晶内和晶界析出，同时伴随着夹杂向晶界汇聚，最终形成晶内粗大第二相粒子和粗化晶界，由于内压载荷的作用，在粗化粒子和粗化晶界附近又会萌生蠕变空洞[1]，如图1所示。几十微米级的细观尺度下，在外载荷作用下，由不同刚度的组分构成的非均匀材料，由于组分形状之间不匹配，导致不同取向晶粒各自承担着差异较大的内应力，而且材料的细观非均匀程度严重影响着内应力的大小[2]，使得材料的细观局部应力分析更加复杂，呈现出金属基复合材料特征。近来研究表明，对于多相材料的力学性能和破坏规律，不仅与各组分材料性能有关，还与细观结构特征有关[3-4]。金属基复合材料的断裂韧性还取决于增强物与金属基体的界面结合状态，以及增强物在基体中的分布情况[5-6]。本研究详述了Eshelby 方法，针对电厂服役承压材料SA508-III 钢的微观组织变化，通过引入类似相变的转变应变(也称本征应变)与等效夹杂的方法，在计算一种掺入体细观应力应变的基础上，推导了基体中夹杂两种不同掺入体的转变应变及弹性模量。

图……