实验材料为30Cr1Mo1V汽轮机转子钢，其化学成分为（质量百分比，%）：0.28C，1.18Cr，1.20Mo，0.24V，0.42Ni，0.72Mn，0.24Si，0.016P，0.007S，余量Fe。实验材料经1010℃加热/空冷和720℃加热/炉冷至250℃后空冷的预备热处理，再经955℃加热/风冷和680℃加热/炉冷的调质处理。试样加工后经620℃加热/炉冷的去应力处理。高温低周疲劳试验在RDL05电子蠕变疲劳试验机上进行，试样为等截面圆柱形试样，直径为6mm，标距为25mm，温度为538℃，实验加载前在538℃下对试样进行30min均热保温，采用三段加热炉加热，温度控制在±2℃；采用恒应变幅控制的轴向拉-压加载方式，应变波形为对称三角波；实验的最大应变取值为1.0%，应变比R=-1，应变速率分别选取0.1×10-2、0.5×10-2s-1。本实验是控制总应变幅的低周疲劳试验，加载速率的变化用塑性应变速率的变化来表征。用线切割将30Cr1Mo1V转子钢低周疲劳试验断裂试样制备成断口扫描电镜试样，采用带有能谱分析的JSM-5610扫描电镜观测断裂特征。
结果显示，在538℃时，在控制总应变和0.5×10-2、0.1×10-2s-1两种加载速率条件下，汽轮机转子钢低周疲劳试样断面有裂纹源区、裂纹扩展区和瞬断区，瞬断面与其他两区呈一定角度的剪切唇；裂纹源区比较平坦，在此区域有许多细小裂纹沿晶界萌生，这些细小裂纹并不是源自于试样的表面，而是在材料内部萌生。转子钢的高温低周疲劳断裂主要为沿晶断裂，在0.5×10-2s-1时有少量穿晶断裂，而在0.1×10-2s-1中裂纹数目较少，有明显的裂纹尖端和裂纹扩展的方向。在瞬断区的断口，有少量疲劳条纹存在，还有大量的韧窝，断口形貌主要以韧窝为主。0.5×10-2s-1试样韧窝较深，0.1×10-2s-1试样中断裂区还有部分解理断裂；从试样表面萌生的裂纹，沿径向由表面向试样内部扩展，试样裂纹附近出现了大量尺寸为5～30μm的鱼卵状裂纹珠，这是由于高温氧化、疲劳交变载荷交互作用形成的，这些裂纹珠的存在减弱了材料的承载能力，降低了疲劳寿命，应尽量避免。
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