30CrNiMo8鋼是前西德引進(jìn)的鋼種,主要應(yīng)用于壓力較高且波動(dòng)頻繁的高壓化工容器。它與國(guó)內(nèi)同類使用的高壓容器用鋼AISI4340相比,工業(yè)使用經(jīng)驗(yàn)較少。該材料的力學(xué)性能和疲勞特性資料,國(guó)內(nèi)外現(xiàn)不易找到。為此筆者對(duì)該材料的力學(xué)和疲勞性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究。

材料在拉伸和壓縮時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系,是反映材料特性的最基本關(guān)系。常溫(25℃)拉伸試驗(yàn)是按GB228-87進(jìn)行的,340℃瞬時(shí)高溫拉伸試驗(yàn)按GB3652-83進(jìn)行。實(shí)測(cè) 30CrNiMo8鋼在340℃時(shí)的拉伸曲線見圖1。實(shí)測(cè)30CrNiMo8鋼在常溫和設(shè)計(jì)溫度(340℃)時(shí)的機(jī)械性能如表1所示(屈服強(qiáng)度α ,;強(qiáng)度極限o,;伸長(zhǎng)率8;斷面收縮率l;彈性模量E;硬度HB)。由表1知,此鋼的壓強(qiáng)比在25℃時(shí)為0.88,340℃時(shí)為0.83,是典型的高屈強(qiáng)比材料。同時(shí)試驗(yàn)表明,該材料的循環(huán)特性主要表現(xiàn)為循環(huán)軟化(見圖2)。

斷裂性能

試樣采用緊湊拉伸型(CT 型)試件,試件寬50mm,厚12.5 mm。在材料試驗(yàn)系統(tǒng)MTS- NEW電液伺服試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行試驗(yàn),采用MTS759.50軟件采集和處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)。斷裂性能測(cè)試的試驗(yàn)按ASTME813-87規(guī)范要求進(jìn)行,分別測(cè)得材料在常溫和340℃下iJ和材料斷裂韌性K(見表2)。

由試驗(yàn)結(jié)果可知,30CrNiMo8鋼具有良好的低周疲勞性能,特別在大應(yīng)力載荷下,表現(xiàn)出了較強(qiáng)的抗疲勞破壞的能力。所得的低周疲勞試驗(yàn)結(jié)果為30CrNiMo8鋼在化工行業(yè)中的應(yīng)用提供了有益的參考。