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2(1/4)Cr-1Mo-V钢在高温下具有较高的强度、良好的抗蠕变性能、较强的抗氢腐蚀能力,因而被广泛用于制造大型厚壁加氢反应器。高温高压同时存在的工作环境使得加氢设备不仅面临单纯的疲劳、棘轮或蠕变变形引发的破坏,还要承受三者交互作用对结构造成的损伤加剧。因此,有必要研究2(1/4)Cr-1Mo-V钢在其工作温度附近的循环力学性能。本文在455℃的大气环境中对2(1/4)Cr-1Mo-V钢进行了一系列低周疲劳、棘轮疲劳及蠕变-棘轮疲劳试验,分析了应变幅、应力水平、加载率、保持时间及保持方向对其变形行为和疲劳寿命的影响。研究发现,2(1/4)Cr-1Mo-V钢呈循环软化特性;应力水平的提高会加速棘轮应变累积,加载率的变化对棘轮变形有显著影响;蠕变-棘轮疲劳试验中,短时峰值保持时存在明显的蠕变应变恢复现象,延长保持时间或增加循环圈数会降低蠕变应变恢复率;应变幅、应力水平的提高及保持时间的延长会缩短试样的疲劳寿命;应变幅-疲劳寿命关系符合Basquin-Coffin-Manson公式;用线性损伤累积法可较好的预测峰值保持蠕变-棘轮疲劳寿命;引入应力比对时间分数法进行修正,线性损伤累积法对双向保持下疲劳寿命的预测结果有所改进;以最小应变率作为参量,预测所得棘轮疲劳与蠕变-棘轮疲劳寿命位于1.5倍分散带内。借助光学显微镜、扫描电子显微镜等对各循环失效试样断口、表面及纵切面进行微观观察,分析结果表明:低周疲劳试验中,应变幅由小变大时,疲劳裂纹的萌生点由一个变为多个,疲劳的萌生及扩展是导致失效的原因;棘轮疲劳及蠕变-棘轮疲劳试验中,塑性韧窝及蠕变孔洞的萌生导致的材料承载能力下降是试样发生延性断裂的原因。本文采用ASME 2605案例、ASME-NH及R5方法对催化剂排出罐设计寿命内的蠕变-疲劳损伤进行评估,均满足设计要求。采用ASME 2605案例计算所得疲劳损伤最大,ASME-NH计算所得疲劳损伤最小;对于蠕变损伤的计算,ASME-NH采用的时间分数法最保守,R5采用的延性耗竭理论次之,ASME 2605案例采用的Omega方法计算所得蠕变损伤最小;对总损伤的评估,ASME-NH的计算值最大,ASME 2605案例的计算值最小。