汽轮机转子热脆化非破坏性评价方法研究

论文摘要

汽轮机材料的热脆化是仅次于高温蠕变和疲劳的第三大损伤形式。本论文首先通过合金冶炼得到模拟汽轮机转子原始材料,再采用GE 步冷热处理工艺对试样进行热处理,热处理后材料的FATT50 均有所增加,从而达到模拟实际中高温下长时间热脆化转子材料的效果。采用一种特殊电化学方法在一定条件下对材料进行电化学极化测试。测试结果表明:极化曲线上的特征电流峰Ip 和材料FATT50之间存在显著正相关关系。特征电流峰随着温度的升高呈现先上升后迅速下降的趋势。把温度作为独立变量,再综合考虑化学成分以及机械性能等其它与材料FATT50值明显相关的因素进行多元回归分析,得到材料FATT50的预测模型。对得到的预测模型进行的验证表明:预测模型消除了温度对电流的影响,并且对于原试验材料和新材料的预测误差基本在±20℃之内。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.1.1 课题研究背景
• 1.1.2 脆化检测方法开发的意义
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 大型热力设备的安全性评价体系
• 1.2.2 转子的热脆化评价方法现状
• 1.3 本课题研究方法
• 1.3.1 试样的制备
• 1.3.2 电化学测试与模型的建立
• 第二章 材料的劣化形式及其评价方法
• 2.1 火力发电设备材质劣化形式
• 2.1.1 热脆性
• 2.1.2 汽轮机转子的热脆化
• 2.2 材质劣化的非破坏性评价方法
• 2.2.1 非破坏性评价原理
• 2.2.2 非破坏性评价路线
• 2.2.3 非破坏性评价方法的应用
• 2.3 电化学方法在评价材料性能方面的应用
• 2.4 汽轮机热脆化检测方法的应用
• 2.4.1 国外汽轮机脆化评价方法
• 2.4.2 汽轮机脆化评价在我国的发展
• 第三章 材料的制备以及电化学测试
• 3.1 前言
• 3.2 试验材料的制备与性能测定
• 3.2.1 合金冶炼
• 3.2.2 锻造
• 3.2.3 锻后热处理
• 3.2.4 粗加工
• 3.2.5 性能热处理（调质热处理）
• 3.2.6 化学成分分析方法
• 3.2.7 性能测试
• 3.2.8 步冷热处理
• 3.2.9 试样成分与性能测试结果
• 3.2.9.1 试样金相检验报告
• 3.2.9.2 试样成分测试结果
• 50 测试结果'>3.2.9.3 试样 FATT₅₀测试结果
• 3.2.9.4 试样硬度测试结果
• 3.3 电化学测试的条件
• 3.3.1 电化学测试基本原理
• 3.3.2 工作电极的制备
• 3.3.3 测试采用电解液
• 3.3.4 电化学测试装置
• 3.3.5 电化学测试条件的确定
• 3.4 动电位阳极极化曲线的测定
• 3.5 动电位再活化阳极极化曲线的测定
• 3.6 峰电位计时电流曲线的测定
• 第四章 实验结果与分析
• 4.1 动电位阳极极化法测试结果
• 4.1.1 动电位阳极极化曲线以及判据参数的确定
• 4.1.2 不同温度测试结果
• 4.1.3 电解液温度对于电流的影响
• 4.2 动电位再活化法测试结果
• 4.2.1 动电位再活化法判据参数的确定
• 4.2.2 恒电位电解的计时电流曲线
• 4.2.330 ℃下动电位再活化测试结果
• 4.2.4 不同温度下测试结果
• 4.2.5 电解液温度对于电流的影响
• 4.3 材料性能与回火脆化的关系
• 4.3.1 材料化学成分对回火脆化的影响
• 50 关系'>4.3.2 材料机械性能与FATT₅₀关系
• 第五章 预测模型的建立
• 5.1 前言
• 5.2 考虑温度影响时预测模型的建立
• 5.2.1 相关因素的选取
• 5.2.2 数据初步分析和回归方程的选取
• 5.2.3 模型的精细分析
• 5.2.4 模型的确认
• 5.3 单个温度下各因素的回归分析
• 5.3.1 30℃下分析回归结果
• 5.3.2 25℃下分析回归结果
• 5.3.3 20℃下分析回归结果
• 5.3.4 15℃下分析回归结果
• 5.3.5 10℃下分析回归结果
• 5.3.6 各温度下回归模型的确认
• 5.4 小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 课题展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文和参加科研情况