机械工程学报

作者：赵雷, 武言, 徐连勇, 韩永典, 熊昱

单位：1. 天津大学材料科学与工程学院 天津 300035;2. 天津市现代连接技术重点实验室 天津 300035

关键词：蠕变裂纹扩展,焊接接头,失配,有限元,材料拘束；

基金：国家自然科学基金资助项目(52075374)。

高温焊接结构的蠕变裂纹扩展(Creep crack growth, CCG)是影响含缺陷焊接结构可靠性的重要因素。以P92钢焊接接头为对象，设计热影响区(Heat affected zone, HAZ)中心裂纹和HAZ/母材(Base metal, BM)界面裂纹模型的多种材料蠕变性能失配组合，研究蠕变性能不匹配对裂纹尖端拘束水平Q*M以及CCG的影响机制。研究表明，对于HAZ中心裂纹，若周围的蠕变软材料受到裂尖的蠕变硬材料拘束，可能出现二次裂纹；若HAZ和BM的蠕变强度不变，增加焊缝(Welding metal, WM)的蠕变强度，仍会使BM的损伤增加。对于HAZ界面裂纹，若界面的蠕变软材料受到蠕变硬材料拘束，仍可能形成二次裂纹，但形成二次裂纹的倾向变弱。无论是HAZ中心裂纹还是界面裂纹，较窄的HAZ宽度会加剧失配效应。提出基于C*-Q*M的材料蠕变性能失配下焊接接头CCG预测方法，并利用试验结果验证纳入拘束效应的CCG预测方法的准确性。该方法解决不同蠕变性能失配程度的焊接构件CCG速率的精准评估难题。

来源：2024年第14期

《机械工程学报》期刊编辑部

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