T/P91钢在高应力条件下蠕变行为的CDM模型模拟

9%Cr系铁素体耐热钢在高温下具有优异的抗蠕变和抗氧化性能，非常适合超（超）临界火电机组的高蒸汽参数对结构材料的性能要求。T/P91钢是9%Cr铁素体耐热钢中较为成熟的钢种之一，目前已在20个国家和地区数十座电站的

9%Cr系铁素体耐热钢在高温下具有优异的抗蠕变和抗氧化性能，非常适合超（超）临界火电机组的高蒸汽参数对结构材料的性能要求。T/P91钢是9%Cr铁素体耐热钢中较为成熟的钢种之一，目前已在20个国家和地区数十座电站的上百台机组的锅炉加热器、再加热器上使用，是完成主蒸汽温度由538℃向566℃过渡的首选结构材料。为准确预测火电机组结构材料的使用寿命，正确分析具体材料在服役过程中的蠕变机制和蠕变损伤，使用合理的寿命预测方法非常必要。研究人员收集超临界火电机组用T/P91耐热钢的力学性能数据，结合第二相粒子强化材料的蠕变机制的理论，详细分析了T/P91钢在600℃下不同应力范围内的蠕变机制以及服役过程中的蠕变损伤。根据T/P91钢的应力σ与稳态蠕变速率的关系图，将蠕变分为三个不同区域：当应力低于50MPa时，蠕变主要以空位扩散的方式进行，应力指数n值为1；应力在70-110MPa之间时，蠕变主要以位错移动的方式进行，此时位错以攀移的方式越过第二相粒子，应力指数n值为4；当应力高于130MPa时，蠕变主要以位错移动的方式进行，此时位错按Orowan机制绕过第二相粒子，应力指数n值大于10。使用基于材料物理本质建立的CDM（continuumdamagemechanics）模型来模拟高应力范围内T/P91钢的蠕变曲线，模拟计算结果与实验结果吻合较好。（芊芊）