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

材料在拉伸和壓縮時(shí)的應力應變關(guān)系,是反映材料特性的最基本關(guān)系。常溫(25℃)拉伸試驗是按GB228-87進(jìn)行的,340℃瞬時(shí)高溫拉伸試驗按GB3652-83進(jìn)行。實(shí)測 30CrNiMo8鋼在340℃時(shí)的拉伸曲線(xiàn)見(jiàn)圖1。實(shí)測30CrNiMo8鋼在常溫和設計溫度(340℃)時(shí)的機械性能如表1所示(屈服強度α ,;強度極限o,;伸長(cháng)率8;斷面收縮率l;彈性模量E;硬度HB)。由表1知,此鋼的壓強比在25℃時(shí)為0.88,340℃時(shí)為0.83,是典型的高屈強比材料。同時(shí)試驗表明,該材料的循環(huán)特性主要表現為循環(huán)軟化(見(jiàn)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。在材料試驗系統MTS- NEW電液伺服試驗機上進(jìn)行試驗,采用MTS759.50軟件采集和處理試驗數據。斷裂性能測試的試驗按ASTME813-87規范要求進(jìn)行,分別測得材料在常溫和340℃下iJ和材料斷裂韌性K(見(jiàn)表2)。

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