T91/TP347H异种钢焊接接头的蠕变性能和微观组织及硬度

为探究服役对T91/TP347H异种钢焊接接头力学性能的影响,在620 ℃不同应力水平下,对T91/TP347H异种钢焊接接头进行了高温蠕变试验,分析其蠕变行为,并采用扫描电镜、光学显微镜和显微硬度计对T91/TP347H异种钢焊接接头服役前后的断口形貌、显微组织和显微硬度进行了研究。结果表明,高应力水平下,焊接接头失效更快,且断口更加粗糙并带有大的韧窝;相较于原始态,服役1×105 h后的焊接接头T91侧出现沉淀物粗化,晶界加宽,容易产生应力集中现象,使得材料产生沿晶界脆性断裂倾向;服役过后,T91侧出现软化现象,而TP347H侧和焊缝有强化现象,焊缝硬度显著增加,且焊接接头的T91侧硬度平均值均大于TP347H侧。文中基于宏观力学试验、微观组织观测和显微硬度测试,分析了服役前后T91/TP347H异种钢焊接接头的变化。 创新点： (1)从宏观力学试验、断口形貌以及金相分析多个角度,分析T91/TP347H异种钢焊接接头蠕变性能以及服役对母材、热影响区、焊缝区微观组织变化的影响。 (2)基于显微硬度测试,分析服役前后T91/TP347H异种钢焊接接头母材及焊缝区的硬度变化,服役对焊缝及TP347热影响区起硬化作用。     

T22/TP310H异种钢焊接接头的显微组织分析

采用手工钨极氩弧焊,选用ERNiCr-3镍基焊丝,对T22/TP310H异种钢进行焊接。焊后利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪及能谱仪对焊接接头进行了分析研究。结果表明:焊缝组织主要为胞状树枝晶,焊缝金属的组成相主要有奥氏体基体γ相、NbC和M23C6碳化物相。T22侧热影响区有任意分布的块状铁素体,也有呈条状聚合物的块状铁素体;TP310H侧HAZ中奥氏体晶粒粗化现象不明显。     

TP347H钢焊接接头微观组织及断口形貌分析

采用了ER316L和H1Cr18Ni9Ti焊丝对TP347H钢的焊接性进行了研究,测试了焊接接头在常温下的力学性能,对焊缝金属和热影响区进行微观组织观察,并对冲击试件进行了SEM断口形貌分析.发现氧化物等杂质容易聚集在热影响区,内充氩不当在焊缝根部极易形成氧化裂纹,焊接参数大容易引起焊缝区未熔合,在启裂处有脆性断裂迹象.通过分析对TP347H钢的焊接性及工艺参数有了更清楚的认识,对大参数火电机组和核电机组材料的焊接具有一定的帮助.     

TP347H/钢102异种钢的焊接

在上世纪80～90年代早期安装的125,200MW火力发电厂,现还在役的机组中锅炉过热器、再热器在运行时,由于局部超温经常出现爆管现象,而当前又出现了新材料.为了机组的安全可靠运行,在检修时,需要将原有贝氏体钢(如钢102等)局部更换成奥氏体热强不锈钢(如TP347H),这样就遇到了奥氏体热强钢和贝氏体耐热钢异种钢焊接时的疑难问题.本文结合海南海口华能电厂125MW机组检修的工程实例,采用Ni基焊丝氩弧焊工艺,对6#炉屏式过热器局部更换(钢102/TP347H)进行焊接.焊口焊后经100%射线探伤一次合格率达97.97%.实践证明,TP347H/钢102异种钢焊接时,采用Ni基焊材作填充材料全氩弧焊工艺是合适可行的,可为同类工程提供一定借鉴价值.     

T91与TP347H异种钢小径管的焊接

随着电站设备中金属部件使用钢材种类的逐渐增多,对锅炉高温、高压金属部件材质的要求越来越高,不可避免地会遇到异种钢焊接的问题.在300～1000 MW机组锅炉过热器、再热器管道中,为满足使用要求,已经部分使用蠕变强度和抗氧化性能高的马氏体、奥氏体耐热钢(如T91,TP347H,TP304H).为此,通过对马氏体耐热钢(T91)和奥氏体钢(TP347H)的性能分析,阐述了T91+TP347H焊接存在的问题,综述了马氏体耐热钢(T91)与奥氏体不锈钢(TP347H)的焊接性能、焊接工艺和操作技术,为从事焊接的工程技术人员提供选材、制订合理焊接工艺的依据.     

T91/TP347H异种钢焊接接头高温时效组织对性能的影响

异种钢焊接接头广泛应用于超超临界电站锅炉结构中.采用光学显微镜、扫描电子显微镜、显微硬度计、拉伸试验机等设备对服役10年并在750℃下进行不同时间时效处理的T91/TP347H异种钢焊接接头的组织与性能进行了分析.结果 表明,随着时效时间的延长,焊缝组织基本稳定,T91和TP347H的热影响区晶粒尺寸逐渐增大,析出物逐...     

高温再热器用T23/TP347H异种钢管接头失效分析

针对某600 MW超临界机组锅炉运行约40000 h后,高温再热器T23/TP347H异种钢管接头出现的开裂泄漏失效情况进行了理化分析。结果表明,异种钢管焊接接头的失效原因主要是由T23钢管焊接热影响区再热裂纹引起的,裂纹沿钢管周向分布,起裂于T23侧热影响区的粗晶区,沿晶界扩展,呈典型的脆性断裂特征。     

TP347H与T91焊接管接头工艺试验

对TP347H、T91异种管接头在平焊位置的焊接接头进行了工艺试验.确定了焊接工艺参数,对接头进行拉伸、弯曲、冲击等性能试验和应力腐蚀实验,并分析了接头组织.结果表明:采用钨极氩弧焊(TIG)的接头性能优于TIG焊打底焊条电弧焊盖面的接头性能.该试验结果对于火电厂异种管接头的连接具有较大的实用意义.     

TP304H/T22异种钢焊接接头微观组织特性对焊缝失效的影响分析

异种钢焊接接头在锅炉再热器与过热器中具有广泛的应用，但长期服役于高压高温等工况易萌生裂纹导致早期失效。通过对某运行已超过20万小时的TP304H/T22异种钢焊接接头的焊缝、母材与垫板交界区域，近熔合线侧的热影响区及远离焊缝的母材区域的微观组织及裂纹萌生与扩展进行研究，考察分析接头裂纹区域与非裂纹区域的组织特征对焊缝失效的影响。结果表明：焊缝、母材及垫板三者的交界处的微观晶粒分布密集呈无规则排列且随着服役时间的增长存在明显的粗化现象，导致该区域易萌生裂纹并扩展延伸；非裂纹区域的显微组织结构排列均匀有序并存有大量孪晶，钢材热稳定性提高，不易产生裂纹。本研究能够为开发高性能异种钢焊接接头工艺以及现有焊接接头性能检测和维护提供研究基础。     

长时运行T91/G102焊接接头组织性能分析

对长时运行前后T91/G102异种钢焊接接头的显微组织及显微硬度进行了研究.结果表明,长时运行对T91侧的显微组织影响不大,而对焊缝、G102侧的热影响区及母材的显微组织有明显的影响.焊后G102侧正火区形成的细小的粒状贝氏体组织经长时运行后有大量细小的片形M6C型碳化物析出.G102母材典型的板条状贝氏体组织经长时运行后则转变成了无明显贝氏体板条特征的回火贝氏体组织并伴有链状碳化物出现.显微硬度分析表明,运行后其T91侧显微硬度同运行前基本相当,焊缝及G102侧母材的显微硬度低于运行前,而G102侧热影响区的显微硬度却高于运行前的状况.     

超(超)临界火电机组T91和TP347H焊接性分析

通过珠海发电厂中港合资项目1期工程2×600MW燃煤发电机组超临界压力和超570℃高温的锅炉制造及安装,在锅炉受热面中的再热器、过热器、省煤器和主蒸汽管路和联箱采用了国外生产的铁素体SA213—T91(采用国家标准GB5310—T91)和国外生产的奥氏体SA213—TP347H耐热钢,经分析阐述了两种耐热钢的金属特点和焊接性.通过试验,确定了T91钢和TP347H钢在锅炉生产和运行过程中产生裂纹、腐蚀、脆化等缺陷的主要因素.有针对性的采取了相应的工艺措施,进行了母材和焊接材料的工艺评定,获得了优良的焊接接头.有利于推广使用T91和TP347H耐热钢超(超)临界火电机组锅炉的制造.     

T23／TP347H管接头焊接工艺试验

T23/TP347H焊接管接头较多的应用于火电厂的管道中.主要针对T23flT347H钢管接头在乎焊位置进行了工艺性试验研究.确定了焊接工艺参数,对接头进行了拉伸、弯曲、冲击等性能试验,观察了接头组织.结果表明:采用钨极氩孤焊(TIG)的接头性能优于TIG焊打底、手弧焊盖面的接头性能.     

P91与10CrMo910异种钢焊接接头特性分析

通过冲击韧度和显微硬度测试及金相组织观察,研究了采用2.25Cr-1Mo型和5Cr-0.5Mo型两类国产焊接材料,按实际焊接要求制备的P91钢与10CrMo910钢异质焊接接头,在二次回火前后的特性。结果发现,焊接接头的韧性受所用焊接材料和焊后热处理条件影响,用2.25Cr-1Mo型焊接材料所焊接头韧性较高,而用5Cr-0.5Mo型焊接材料所焊接头韧性较差,焊后二次回火处理在一定程度上能改善接头组织,提高接头韧性。由于组织变化和碳迁移的原因,在接头异质界面熔合线两侧产生了较大的硬度差,二次回火使接头硬度整体下降,但几乎不影响其分布规律。在靠近P91钢侧的焊缝中存在未混合区。     

P91与10GrMo910异种钢焊接接头特性分析

通过冲击韧度和显微硬度测试及金相组织观察,研究了采用2.25Cr-1Mo型和5Cr-0.5Mo型两类国产焊接材料,按实际焊接要求制备的P91钢与10CrMo910钢异质焊接接头,在二次回火前后的特性.结果发现,焊接接头的韧性受所用焊接材料和焊后热处理条件影响,用2.25Cr-1Mo型焊接材料所焊接头韧性较高,而用5Cr-0.5Mo型焊接材料所焊接头韧性较差,焊后二次回火处理在一定程度上能改善接头组织,提高接头韧性.由于组织变化和碳迁移的原因,在接头异质界面熔合线两侧产生了较大的硬度差,二次回火使接头硬度整体下降,但几乎不影响其分布规律.在靠近P91钢侧的焊缝中存在未混合区.     

Failure analysis of T91/Incone1601 dissimilar metal welded joint under long-time and high-temperature service

对长时高温服役状态下发生开裂的T91/Inconel601异种钢焊接接头进行了组织结构表征和失效原因分析。结果表明,焊接接头的开裂性质为蠕变损伤造成的脆性开裂。焊接接头较高应力水平是构成开裂的力学因素,而熔合线靠近T91钢一侧碳化物富集带的产生是开裂的冶金因素。碳活度差异驱动的碳元素迁移和镍基焊缝中较低的碳原子扩散速度的综合作用造成熔合线附近T91钢侧碳化物富集析出。     

长时高温服役T91/Inconel601异种钢焊接接头失效分析

对长时高温服役状态下发生开裂的T91/Inconel601异种钢焊接接头进行了组织结构表征和失效原因分析。结果表明,焊接接头的开裂性质为蠕变损伤造成的脆性开裂。焊接接头较高应力水平是构成开裂的力学因素,而熔合线靠近T91钢一侧碳化物富集带的产生是开裂的冶金因素。碳活度差异驱动的碳元素迁移和镍基焊缝中较低的碳原子扩散速度的综合作用造成熔合线附近T91钢侧碳化物富集析出。