金属蠕变疲劳寿命预估模型研究进展

张力文，张小文，宋继萍

(1.西安航空职业技术学院，陕西 西安 710089； 2.洛阳双瑞特种装备有限公司，河南 洛阳 471000；3.中国试验飞行研究院，陕西 西安 710089)

常温下，设备的失效大部分以疲劳、腐蚀疲劳为主，但在电力、石化、核工业等部门，许多设备会长时间服役在高温高压环境下，如催化裂化用膨胀节管道、锅炉蒸汽管道、核反应堆的热端部件、化工容器和热工仪表、约束型膨胀节受力结构件等[1]。这些设备由于长时间在高温高压工况下运行，导致材料发生与常温设备不同的失效问题即蠕变断裂失效，常温设计是以材料的许用应力为设计准则，而在高温下，蠕变是必须要考虑的要素。并且在高温变载荷服役环境下，构件常常发生蠕变疲劳断裂失效。因此研究金属高温蠕变疲劳作用下的寿命预估对服役在高温下产品的安全运行具有重要的意义。本文综述了影响金属蠕变疲劳寿命的因素及蠕变疲劳寿命预测模型，并对高温蠕变疲劳寿命预估模型的建立进行了展望。

1 影响蠕变疲劳寿命的因素

蠕变疲劳引起的材料损伤不同于纯疲劳与纯蠕变造成的材料损伤，不仅包括纯蠕变与纯疲劳损伤，还包括蠕变疲劳交互作用对材料造成的损伤[2]。蠕变-疲劳损伤的影响因素很多，主要因素包括应力、保持时间、温度、加载、服役介质，还包括材料内部某些缺陷如点缺陷、面缺陷、线缺陷等。蠕变疲劳断裂方式主要包括穿晶断裂、沿晶断裂以及混合晶断裂，具体的断裂方式要基于材料宏微观分析才能做出判断[3]。……