金属热处理

作者：杨昊, 张鸿涛, 梁恩溥, 夏明旗, 史超, 徐乐, 刘鑫, 王毛球

单位：1.钢铁研究总院有限公司 特殊钢研究院, 北京 100081; ；2.北方华安工业集团有限公司, 黑龙江 齐齐哈尔 161000; ；3.陆军装备部驻沈阳地区军事代表局驻包头地区局势代表室, 内蒙古 包头 014000; ；4.内蒙古北方重工业集团有限公司, 内蒙古 包头 014000

关键词：耐高温马氏体钢,疲劳裂纹扩展速率,Paris曲线,应力强度因子

对PCrNi3MoV、25Cr3Mo3NiNbZr和20CrNiMo2VNb高温马氏体钢进行25 ℃和700 ℃下的拉伸及疲劳裂纹扩展试验,研究了压力容器用钢的疲劳裂纹扩展行为。结果表明,室温下,3种试验钢的强度相当,应力强度因子水平(ΔK)为60 MPa·m时,疲劳裂纹扩展速率(da/dN)分别为1.05×10-3、8.80×10-5和7.73×10-5 mm/cycle。20CrNiMo2VNb钢的室温疲劳裂纹扩展速率低,这是由于其亚结构大角度晶界占比最大,为81.46%。700 ℃高温下,应力强度因子水平ΔK为30 MPa· m时,3种试验钢的疲劳裂纹扩展速率分别为1.58×10-3、3.78×10-4和3.89×10-5 mm/cycle。微观组织与高温强度对比分析发现,20CrNiMo2VNb钢700 ℃抗拉强度最高是导致其疲劳裂纹扩展速率低的主要原因。基于Paris模型,建立了耐高温马氏体钢的疲劳裂纹扩展速率与力学性能的量化关系,为20CrNiMo2VNb钢的后续疲劳裂纹扩展研究提供理论支撑。

来源：2025年第3期

《金属热处理》期刊编辑部

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