空化腐蚀引起的表面破坏对水轮机转轮不锈钢铸钢SCS5疲劳强度的影响

• 作者: 林义一郎
• 来源期刊: 国外大电机
• 学科: 工学
• 关键词: 疲劳 材料缺陷 应力增强因子 铸造缺陷 空化腐蚀
• 年，卷（期）: 2014,（2）
• 页码范围: 57-64
• 页数: 8页
• 分类号: TG111.91

摘要

水轮机转轮常常由于循环负荷而发生事故。在本文的研究中，从运行了22年的水轮机转轮叶片上截取了不锈钢铸钢SCS5，进行拉伸一压缩试验和弯曲疲劳试验，以确定带有表面空化腐蚀的SCS5疲劳性能和断裂机理。下面对试验结果进行归纳总结：（1）本文所研究的已老化SCS5的S-B曲线具有很大的分散性，表面空化腐蚀的试样的疲劳强度比从叶片内部截取的试样的要低。（2）对断裂表面进行SEM分析表明，断裂起点位于空化腐蚀表面及由树突相和孔组成的铸造缺陷。（3）采用缺陷尺寸√area及根据空化破坏尺寸和铸造缺陷尺寸计算的初始应力增强因子可以评估已老化的SCS5的疲劳寿命。本文得到的空化腐蚀表面的阈值应力密度系数值为3．6MPa·m^1/2。（4）本文提出采用粗糙表面的最大高度来预测空化的应力密度系数，因为空化腐蚀的破坏尺寸√area与缺陷深度成正比。