9Cr与CrMoV异种焊接接头疲劳裂纹扩展门槛值研究

裂纹扩展抗力是材料的内在属性,Paris的重要贡献是将ΔK引入疲劳裂纹扩展的研究,表明疲劳裂纹扩散的控制参数是应力强度因子ΔK。本试验异种焊接接头采用钨极氩弧焊(TIG)进行打底焊接,而后采用埋弧自动焊进行多层多道焊接,焊后进行相应的回火处理,之后随炉自然冷却。实验材料为9Cr钢母材、Cr Mo V母材和两侧的热影响区及焊缝区。按照降K法进行测试,应力比分别设定为0.5、0.7、0.9,在近门槛值区域进行多次测量,通过线性回归法拟合出直线方程,由此计算出疲劳扩展门槛值,可反映该焊接条件下9Cr与Cr Mo V异种材料接头的疲劳裂纹扩展行为。     

R407焊条焊接P91与P22异种钢接头焊接性分析

通过斜Y型坡口裂纹试验、插销试验测试了采用R407焊条焊接P91与P22异种钢接头的冷裂纹倾向,并对不同预热温度下焊态接头组织和硬度进行了分析。结果表明:预热温度提高之后,插销试验的临界断裂应力不断增大,冷裂纹倾向降低;预热温度150℃时,临界断裂应力相当于R407熔敷金属的抗拉强度,接头裂纹率为零。室温下,P91侧热影响区和焊缝组织均为马氏体,P22侧热影响区组织为马氏体、铁素体和珠光体;预热温度150℃时,P91侧热影响区组织为细小马氏体和贝氏体,焊缝组织为贝氏体,P22侧热影响区组织为贝氏体和铁素体。随着预热温度升高,焊缝和热影响区硬度降低;预热温度150℃时,接头最高硬度低于350HV。研究成果可为现场异种钢焊接提供技术参考。     

NiCrMoV耐热钢贝氏体焊缝韧性薄弱区的确定

研究汽轮机低压焊接转子用30Cr2Ni4MoV耐热钢贝氏体焊缝多层多道焊韧性薄弱环节及其影响因素。采用冲击韧度试验评价焊缝的整体性能,并设计裂纹沿埋弧焊焊缝的准静态韧性试验,观察裂纹的扩展方式,利用能谱分析焊缝微区成分。冲击韧度试验表明,焊缝室温冲击吸收功为118 J,焊缝整体韧性良好。焊缝准静态韧性试验研究发现,裂纹在焊缝层间不完全相变区发生失稳扩展,为焊缝韧性相对薄弱的环节。通过光学显微镜观察高温苦味酸水溶液腐蚀的试样发现,焊缝层间不完全相变区存在大量的黑色线条,裂纹的失稳扩展沿黑色线条进行。借助扫描电镜和能谱分析发现,黑色线条处的碳的质量分数明显高于基体部分,推测这些局部富碳区含有较多的对韧性不利的组织,是造成层间韧性薄弱的主要原因之一。     

基于LabVIEW的群组化焊接过程参数远程在线监测系统

焊接过程管理是确保产品质量的关键技术,为了提高焊接生产的管理效率、提升企业焊接过程管理能力,提出了一种基于LabVIEW的焊接过程远程监测分析系统,可实现焊接电流、电压参数的实时监测、相关数据库的建立和整合,以及企业局域网内的远程访问。介绍了该系统的总体设计和实施方案,包括系统架构和硬件系统、采用MySQL为平台的数据库设计,以及基于DataSocket技术实现的远程监测。本系统已在实际焊接生产中长期应用,运行效果良好,达到了预期目标。     

2Cr12NiMo1W1V钢补焊焊缝渗氮后性能北大核心

2Cr12 NiMolW1 V钢应用于汽轮机部件制造时,常因裂纹及其他局部缺陷而报废。文中通过在2Cr12NiMo1W1V试板上模拟同质补焊及渗氮试验,研究了2Cr12NiMo1W1V补焊、氮化及焊后热处理对性能及显微组织的影响。硬度试验结果表明,焊后热处理使氮化后的焊缝和热影响区的硬度和母材接近,硬度分布比较均匀。脆性测试结果均符合要求;氮化层和基体之间界而整齐且缓慢变化,表明渗氮层与基体具有很强的结合强度,且没有明显的碳化物偏聚现象。研究结果表明,此修复工艺具有实际工程应用价值。     

NiCrMoV转子钢窄间隙焊接接头显微组织及力学性能研究

采用基于多层多道焊技术的埋弧焊(SAW)方法对汽轮机用Ni Cr Mo V转子钢进行窄间隙焊接,研究了焊接接头的组织、常温及高温拉伸性能、抗弯性能及冲击性能。通过扫描电子显微镜(SEM)对拉伸断口及焊缝中心冲击断口的形貌进行观察。结果表明,焊接接头在常温下的屈服强度和抗拉强度约730和790 MPa,随着试验温度的升高,屈服强度和抗拉强度逐渐减小,当温度高于200℃时逐渐趋于稳定。各温度下拉伸试样断裂类型均为韧性断裂,且均断裂在焊缝中心。焊接接头的抗弯性能符合设计要求。焊缝中心处的韧脆转变温度为-17℃,其冲击吸收能量随温度的降低而减小,这主要是断裂方式由韧性断裂转变为准解理断裂最后变为解理断裂造成的。室温下母材的冲击性能最好,其冲击吸收能量均值约250 J,焊缝中心和1/4处的冲击吸收能量均值分别约97和44 J。热影响区的冲击吸收能量在56~293 J内波动,其数值发散的原因主要是由裂纹扩展路径不同导致的。     

2Cr12NiM01W1V钢补焊焊缝渗氮后性能

2Cr12NiMo1W1V钢应用于汽轮机部件制造时,常因裂纹及其他局部缺陷而报废.文中通过在2Cr12NiMo1W1V试板上模拟同质补焊及渗氮试验,研究了 2Cr12NiMo1W1V补焊、氮化及焊后热处理对性能及显微组织的影响.硬度试验结果表明,焊后热处理使氮化后的焊缝和热影响区的硬度和母材接近,硬度分布比较均匀.脆性测试结果均符合要求;氮化层和基体之间界面整齐且缓慢变化,表明渗氮层与基体具有很强的结合强度,且没有明显的碳化物偏聚现象.研究结果表明,此修复工艺具有实际工程应用价值.     

核电汽轮机转子焊缝金属原奥氏体尺寸对疲劳裂纹稳定扩展区和近门槛区临界点的影响规律研究

研究了25Cr2Ni2MoV核电汽轮机低压焊接转子模拟件埋弧焊焊缝金属疲劳裂纹扩展速率和应力强度因子幅关系曲线,发现了不同试样疲劳裂纹稳定扩展区和近门槛区临界点对应的应力强度因子幅不同的现象。使用逆推法在金相中确定了临界点位置,并进一步研究了临界点处的原奥氏体晶粒尺寸,发现其与裂纹尖端单向塑性区最大尺寸有较好的对应关系。而模拟件多层多道焊焊缝金属组织不均匀性带来的临界点位置的差异是造成门槛值测试结果分散的重要原因之一。     

9%Cr钢表面激光熔覆制备低Cr合金改性层组织及Cr含量分析

目的通过对比分析1CrMo合金激光熔覆和埋弧堆焊层中Cr元素含量分布,研究激光熔覆替代堆焊技术用于9%Cr钢汽轮机转子轴颈表面改性的可行性。方法采用与1CrMo合金焊丝成分相同的合金粉末作为激光熔覆材料,利用半导体激光熔覆系统在9%Cr钢表面制备低Cr合金熔覆层。用直读光谱仪、金相显微镜、扫描电镜和显微硬度计等仪器,分析熔覆层中Cr含量分布、熔覆层组织结构和性能,并与堆焊层进行了对比。结果利用激光熔覆技术成功在9%Cr钢表面制备了不同厚度、无缺陷的1CrMo合金熔覆层,熔覆层组织主要由铁素体和颗粒状碳化物相构成。多层熔覆层硬度在220～250HV0.3之间,与基体硬度接近。激光熔覆可有效减少基体对熔覆层的稀释,熔覆层中Cr含量降低明显,在熔覆层约2 mm厚处的Cr含量已低于2%的工作面Cr含量要求,而堆焊需8 mm左右才能达到相同的降Cr效果,激光熔覆所需熔覆层数明显少于埋弧堆焊法的堆焊层数。结论与堆焊相比,激光熔覆用于9%Cr钢汽轮机转子轴颈表面改性需熔覆层数少,表面降Cr效率更高。     

NiCrMoV型汽轮机转子焊接接头疲劳裂纹扩展门槛值试验研究

疲劳裂纹扩展门槛值是汽轮机低压转子损伤容限设计中不可或缺的性能参数,对NiCrMoV型汽轮机转子焊接接头的疲劳裂纹扩展门槛值开展了试验研究,分析了疲劳门槛值的变化规律及显微组织对扩展路径的影响。发现在较低的应力比条件下,焊缝区材料的疲劳裂纹扩展门槛值略高于母材,且随着应力比的增大,母材和焊缝材料的疲劳门槛值线性降低,且两者差异逐步减小。在较大应力比时,疲劳裂纹继续扩展困难,此时母材和焊缝的疲劳门槛值几乎相等。母材中疲劳裂纹扩展被细小弥散的碳化物抑制,焊缝中岛状的M/A组元也对裂纹扩展起到较大的抑制作用。本文的研究成果可为转子损伤容限设计提供直接的试验数据。