[發明專利]一種評估9-12Cr%鐵素體耐熱鋼長時持久性能的方法

有效

• 申請號: 201010175664.3
• 申請日: 2010-05-11
• 公開（公告）號: CN101852701A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發明（設計）人: 彭志方;黨瑩櫻;彭芳芳
• 申請（專利權）人: 東方鍋爐(集團)股份有限公司;武漢大學
• 主分類號: G01N3/18
• 分類號: G01N3/18
• 代理公司: 武漢天力專利事務所 42208
• 代理人: 程祥;馮衛平

1.一種評估9-12Cr％鐵素體耐熱鋼長時持久性能的方法，其特征在于，包括以下步驟：

①取直徑d₀為5～10mm，長度為5d₀或10d₀的9-12Cr％鐵素體耐熱鋼試樣在高溫持久試驗機下進行高溫持久性能試驗；通過上述試驗獲得試樣在550～750℃范圍內持久性能建模溫度T和至少2個不同加載應力下的斷裂時間，以及待評估持久性能的溫度T′和至少1個加載應力下的斷裂時間；②建立加載應力與斷裂時間的持久性能外推模型：對持久性能建模溫度下的上述試驗數據點在雙對數坐標系中按進行線性擬合并獲取斜率值b；其中σ為加載應力，t_f為對應加載應力σ下的斷裂時間，a為常數；③根據所得持久性能外推模型對待評估持久性能的溫度進行持久性能的外推：對步驟①獲得的待評估持久性能的溫度下的持久試驗數據利用步驟②中得到的斜率值b在雙對數坐標系中按進行線性擬合以獲得相應的常數a′并計算其算術平均值則即為待評估持久性能溫度下持久性能的評估方程；④在雙對數坐標圖上用繪制出應力——斷裂時間曲線，用該曲線評估試驗用鋼在待評估持久性能溫度下的持久性能。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征是：步驟①中獲得的持久性能建模溫度和待評估持久性能的溫度對應的加載應力σ與該溫度對應的抗拉強度σ_TS的比值σ/σ_TS位于同一區；其中I區：A≤σ/σ_TS＜1，II區：當持久性能建模溫度或待評估持久性能的溫度＜750℃，0＜σ/σ_TS＜A；當持久性能建模溫度或待評估持久性能的溫度＝750℃，0.20≤σ/σ_TS＜A；其中，A＝0.37～0.40。

3.一種評估9-12Cr％鐵素體耐熱鋼長時持久性能的方法，其特征在于，包括以下步驟：

①在550～750℃范圍內取若干溫度點作為試驗溫度，其中包括持久性能建模溫度T和待評估持久性能的溫度T′，對9-12Cr％鐵素體耐熱鋼試樣進行高溫拉伸性能試驗，從而獲取每一試驗溫度對應的抗拉強度σ_TS；②根據步驟①中獲得的每一試驗溫度對應的抗拉強度σ_TS，按下述區域劃分原則獲得每一試驗溫度所需的試驗加載應力σ；所述區域劃分原則為，持久性能建模溫度和待評估持久性能的溫度對應的加載應力σ與該溫度對應的抗拉強度σ_TS的比值σ/σ_TS位于同一區，其中I區：A≤σ/σ_TS＜1，II區：當持久性能建模溫度或待評估持久性能的溫度＜750℃，0＜σ/σ_TS＜A；當持久性能建模溫度或待評估持久性能的溫度＝750℃，0.20≤σ/σ_TS＜A；其中，A＝0.37～0.40；③按照步驟②中獲得的各試驗溫度所需的加載應力進行高溫持久性能試驗：取直徑d₀為5～10mm，長度為5d₀或10d₀的9-12Cr％鐵素體耐熱鋼試樣在高溫持久試驗機下進行高溫持久性能試驗；從而測得試樣在持久性能建模溫度和至少2個不同加載應力下的斷裂時間，以及待評估持久性能的溫度和至少1個加載應力下的斷裂時間；其中，持久性能建模溫度T包括I區持久性能建模溫度T₁及II區持久性能建模溫度T₂；④建立I區加載應力與斷裂時間的持久性能外推模型：對I區持久性能建模溫度T₁下滿足斷裂壽命不超過5×10³h的試驗數據點在雙對數坐標系中按進行線性擬合并獲取斜率值b₁，其中，a₁為常數；⑤根據所得I區持久性能外推模型對建模所用以外溫度進行持久性能外推：對于待評估持久性能的溫度，在其試驗加載應力與對應抗拉強度的比值σ/σ_TS位于I區的持久試驗數據點中選取至少1個斷裂壽命不超過5×10³h的數據點，利用④中得到的斜率值b₁在雙對數坐標系中按進行線性擬合以獲得相應的常數并計算其算術平均值則即為該溫度下I區持久性能的評估方程；⑥建立II區持久性能外推模型：對II區持久性能建模溫度T₂下滿足斷裂壽命不超過5×10³h的試驗數據點在雙對數坐標系中按進行線性擬合并獲取斜率值b₂；⑦根據所得II區持久性能外推模型對建模所用以外溫度進行持久性能外推：對于待評估持久性能的溫度，在其試驗加載應力與對應抗拉強度的比值σ/σ_TS位于II區的持久試驗數據點中選取至少1個數據點，利用⑥中得到的斜率值b₂在雙對數坐標系中按進行線性擬合以獲得相應的常數并計算其算術平均值則即為該溫度下II區持久性能的評估方程；⑧在雙對數坐標圖上用分別從⑤及⑦中獲得的持久性能評估方程繪制出應力——斷裂時間曲線，用該曲線評估試驗用鋼在待評估持久性能的溫度下的持久性能。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征是：步驟⑦中如果待評估持久性能的溫度下滿足試驗加載應力與對應抗拉強度的比值σ/σ_TS位于II區的持久試驗數據點的斷裂時間有不超過5×10³h的，則選擇斷裂時間不超過5×10³h的持久試驗數據點；如果該溫度下滿足上述條件的持久試驗數據點的斷裂時間均超過了5×10³h，則選擇斷裂時間距離5×10³h最近的數據點1到2個。