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上海凯士比泵有限公司引进生产的德国CHTC和HG系列高压给水泵上使用的德国1.6772牌号钢材完全依赖进口,不仅成本高,而且供货进度时常不能保证。对此,李培耀等人根据合金材料成分与性能之间的关系,以及高压给水泵对螺栓力学性能的要求,设计制定了一种高强度高韧性螺栓用钢的合金成分、冶炼工艺与力学性能[1],并按照我国金属材料的命名规则将该材料命名为20CrNi4Mo。研究表明[2],该材料的常规力学性能均达到或超过德国1.6772牌号钢材,可以满足高压给水泵对螺栓材料常规力学性能的要求。由于高压给水泵的实际工况温度为230℃,这就要求螺栓用钢还应具备优良的持久性能、抗高温蠕变与抗高温松弛等高温力学性能。为此本文依据国家标准,对20CrNi4Mo钢的高温力学性能进行了实验研究。结果表明,20CrNi4Mo钢高温力学性能优良,能够满足高压给水泵对螺栓用钢高温力学性能的要求。本文的主要工作及成果如下：(1)20CrNi4Mo钢的短时高温拉伸试验结果如下：各试验条件下测试结果均超过了20CrNi4Mo钢的设计使用要求。(2)在400℃,应力分别为320MPa、380MPa和440MPa的条件下进行蠕变试验。根据试验结果得到蠕变曲线并计算不同试验条件下的稳态蠕变速率,分别为2.564×10-11s-1,3.564×10-11s-1,6.781×10-11s-1。利用稳态蠕变速率计算得到400℃条件下的蠕变极限σ1/10000400=707.9MPa。,高于设计指标σ1/10000400=44MPa。说明20CrNi4Mo钢具备优良的抗蠕变性能,能够满足实际使用要求。(3)在400℃,初始应力分别为340MPa和320MPa的条件下进行应力松弛试验。根据试验结果利用经验公式外推得到105小时后试样的剩余应力,分别为144.7MPa和134.7MPa。同时计算了不同试验条件下应力松弛第二阶段的应力松弛速率,分别为4.671×10-11s-1和4.158×10-11s-1。从上述结果可知试样的剩余应力较大,且应力松弛速率较小,说明20CrNi4Mo钢在400℃条件下的具备优良的抗应力松弛性能。(4)分别在350℃、400℃及450℃,多种应力条件下进行持久强度试验。20CrNi4Mo钢在350℃和400℃条件下的持久强度试验结果分别为σ18194350=1000MPa和σ13910400=770MPa,均超过了材料的对应温度下的持久强度设计指标σ104350=775MPa和σ104400=550MPa,说明20CrNi4Mo钢能够满足高压给水泵对螺栓材料持久性能的要求。根据试验结果对等温线法及时间—温度参数法中的的L-M参数法、K-D参数法和M-S参数法进行了比较分析,分析结果表明利用L-M参数法预测20CrNi4Mo钢的持久强度最为合理；用L-M参数法外推得到20CrNi4Mo钢在230℃条件下服役105小时的持久强度为σ105230=186.21MPa,说明工况温度下20CrNi4Mo钢具备优良的持久性能,并能长期可靠服役。