转子是汽轮机乃至整个机组设备中最关键的受压部件和高速旋转部件，机组启动、调峰及事故工况下各种瞬态热应力、膨胀受阻产生的附加应力等与工作应力相叠加，在转子危险点处，局部应力可能超过材料的屈服极限，进入弹塑性变形状态，常成为转子表面裂纹萌生的主要原因。为了转子的安全运行，对转子材料进行低周疲劳寿命分析和计算是十分必要的，低周疲劳应成为汽轮机设计和运行中考虑的重点。

X12CrMoWVNbN10-1-1转子钢常应用于超超临界汽轮机机组，对该材料进行低周疲劳特性试验，掌握其低周疲劳特性，可以为该材料的疲劳设计和寿命管理提供参考依据。上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂的技术人员取德国进口转子端部进行了相关试验，取样方向为切向，材料的化学成分和力学性能分别见下表。

表1材料的化学成分

表2材料的力学性能

疲劳试验结果表明：

X12CrMoWVNbN10-1-1转子钢在常温下的低周疲劳性能表现为循环软化特性。

拟合了循环应力-应变曲线和应变-寿命曲线，得到该材料的室温低周疲劳特性参数，推测出该材料的转变寿命。

X12CrMoWVNbN10-1-1转子钢的转变寿命NT约为1300次，寿命N低于1300周次时，塑性应变占优势，属于低周疲劳，寿命N高于1300周次时，弹性应变占优势，属于高周疲劳。

在低周疲劳过程中，拉应力峰值的降幅大于压应力峰值，拉伸弹性模量下降幅度大于压缩卸载弹性模量下降幅度，迟滞回线面积逐渐缩小。

随着应变幅值的增大，X12CrMoWVNbN10-1-1转子钢低周疲劳的循环软化程度增加，应力下降幅度增加，软化速率提高。

X12CrMoWVNbN10-1-1转子钢在应变量等幅增长的条件下，应变幅越高，稳定循环阶段的应力增长幅度越小。