
第
35
卷第
4
期
南京工业大学学报(自然科学版)
Vo
l.
35
No.4
July
2013
2013
年
7
月
JOURNAL
OF
NANJING
UNIVERSITY
OF
TECHNOLOGY
(Natural Science Edition)
doi: 10. 3969/j. issn.
1671
-7627.2013.04.007
基于蠕变损伤的P9
1
钢应力一应变本构关系
薛吉林,周昌玉,王波,彭剑
(南京工业大学机械与动力工程学院,江苏南京
211800)
摘
要:高温下材料的本构关系和时间相关,可以由高温等时应力一应变曲线表示。对P9
1
钢分别进行高温
(600
"C)短时拉仲实验,高温蠕变
100
、
500
和
900
h
实验之后的高温短时拉伸实验,以及完整的虫在变断裂实验。结果表
明:用高温等时应力应变曲线描述P9
1
钢高温蠕变损伤后的本构关系极为保守。由此,引入寿命分数参数定义材
料的高温蠕变损伤,获得了凹
1
钢发生高温蠕变损伤后材料抗拉强度与蠕变损伤的关系,修正了高温等时应力-应
变曲线,建立了基于蠕变损伤的P9
1
钢应力应变本构方程。
关键词:蠕变损伤;等时应力应变曲线;抗拉强度;本构关系
中图分类号:
T
Q0
55.8
文献标志码
:A
文章编号:
1671
-7627(2013)04
-0033
一
05
Stress-strain constitutive relation of
P9
1 steel based
on
creep damage
XUE
Jilin
,
ZHOU
Changyu
,
WANG
Bo
,
PENG
Jian
(College
of
Mechanical
and
Power
Engineering
,
Nanjing
University
of
Technology
,
Nanjing
211800 , China)
Abstract
: The material constitutive relation at high temperature was related to time
and
could
be
indicated
by isochronous stress-strain curve. Experiments on
P9
1 steel ,
such
as instantaneous tensile
tests
创
600
"C
, high-temperature instantaneous tensile tests after
100
,
500
and
900
h
creep
tests ,
and
creep
rupture
tests
, were performed respectively. The results showed that the isochronous stress-strain curve was ex-
tremely conservative to describe the material constitutive relation of
P9
1 steel after high-temperature
creep
damage. By defining
creep
damage
under
high temperature based on life fraction
parameter
, the relation
of tensile strength of
P9
1 steel with creep damage was obtained ,
and
the isochronous stress-strain curve at
high temperature was modified
, therefore , the constitutive relation equation of
P9
1 steel with
creep
dam-
age
at
high temperature was established.
Key
words:
creep
damage;
isochronous stress-strain
curve;
tensile
strength;
constitutive relation
在
9Cr
-lMo
钢基础上通过添加
V
、
Nb
和
N
元
素得到的P9
1
钢,具有比
2.
25Cr
一
lMo
钢更优良的
高温强度和高温抗氧化性能。P9
1
钢在国内外已经
得到普遍应用,可作为火电厂超临界机组的主蒸汽
管道用钢,也可作为高温再热器、过热器用钢,以及
石油裂化装置的炉管用钢等。
收稿曰期
:2012
-11
-25
国内外学者针对P9
1
钢开展了大量的研究工
作,主要集中在蠕变损伤
[1-
町、蠕变疲劳
[4-6]
、焊接
工艺与焊接接头性能
[7
-12]
等方面。P9
1
钢在高温环
境中服役,不断发生蠕变行为,其材料性质不断劣
化。目前,高温下的材料本构关系一般应用等时应
力应变曲线表示[口]。虽然等时应力一应变曲线表
基金项目:江苏省自然科学基金(
B
K2
008373
)
;江苏省普通高校研究生科研创新计划(
CX
lO
B_164Z)
作者简介:薛吉林(1
984
一)
,男,河南济源人,博士生,主要研究方向为高温管道可靠性、安全评价与寿命预测;周吕玉(联系人)
,教授,
E-mail:
changyu_zhou@
163.
com.