30Cr2MoV转子钢的断口形貌转变温度FATT

一、前言转子钢和其它铁素体合金一样,冲击试样断口形貌随试验温度不同而有很大变化。在低温下为脆性断裂,断口呈结晶状;在高温下为韧性断裂,断口呈纤维状。在V型夏比系列冲击试样断口上,纤维状韧性断裂部分与结晶状脆性断裂部分各占50％时相应的温度为断口形貌转变温度,用FATT_(50)表     

超超临界机组P92钢管运行16 000 h后的性能分析

对华能玉环电厂超超临界机组运行达到16 000 h的P92取样管段进行化学成分、室温拉伸、600 ℃拉伸、冲击性能、断口特征、硬度检测等试验。试验表明：P92钢运行16 000 h后室温抗拉强度和规定非比例延伸强度分别达703、543 MPa;高温（600 ℃）下的非比例延伸强度值依然满足相关标准的要求;冲击吸收能量在160 J以上,冲击韧性未明显降低;冲击试样的断口显示出韧性断口的宏观特征;析出相主要为M23C6型碳化物,其次为MX相,还含有Fe2W型Laves相。     

高温再热器爆管原因分析及处理

通过现场实际调查、宏观检查、微观组织及力学性能试验,分析2028 t/h亚临界锅炉高温过热器弯头在高温下运行不足500 h即产生裂纹的原因。结果表明,T91管子材质存在裂纹类缺陷,未经过固溶处理后的冷加工成型TP304H奥氏体钢弯管腐蚀敏感性增强,弯头部位存在晶间析出物现象等材质问题,在高温及烟气、煤灰覆盖层运行环境下,T91材质裂纹加速扩展,在弯头部位产生泄漏。T91管子材质存在裂纹类缺陷是泄漏的主要原因。     

HR3C/T91异种耐热钢焊接接头的力学性能及界面蠕变失效行为研究

针对新型奥氏体不锈钢HR3C与细晶粒强韧马氏体耐热钢T91异种钢焊接接头,采用手工氩弧焊接工艺、高温加速模拟、高温持久和常温力学性能试验研究HR3C与T91异种钢焊接接头的力学性能变化、高温强度、界面蠕变损伤及破坏特征.研究结果表明,焊前预热448 K,焊后不进行热处理条件下,接头的力学性能优异.加速模拟运行3004 h后,接头的力学性能仍然良好.而加速模拟运行5012h后,HR3C/T91界面发生了蠕变失效,蠕变裂纹在管接头内表面焊缝/T91界面形核、扩展,然后在管接头外表面T91的临界热影响区内发展,最后导致接头蠕变失效.拉伸和弯曲试验过程中,接头的强度和塑性下降严重,断裂位置均在焊缝/T91界面区域.因此,焊缝/T91界面容易发生早期蠕变失效.     

T91钢管在超超临界压力锅炉中的应用

针对超超临界压力锅炉高温再热器管用T91钢服役3×104 h后材质老化的现状,通过金属监督检查、割管全面性能试验、运行参数监控等一系列分析工作,全面掌握高温再热器T91材质管段性能水平和组织状态,并提出高温再热器出口管段改造方案,为超超临界机组高温受热面设计、制造及金属监督检查提供依据。     

国产T91钢在高温受热面中的应用评价

为了解国产T91钢在高温受热面管服役时组织性能变化规律,通过对国产T91钢原始材质的检验及在发电机组中高温锅炉管的挂样试验,定期取样进行拉伸、冲击、硬度、持久、微观组织等试验,持续跟踪了高温受热面服役环境下国产T91钢的材质组织性能变化.对合金化原理、强化机理及服役过程中的退化机理进行初步讨论.结论表明:国产T91钢原始材质与进口材质相当,具有良好的强塑性以及强韧性;在高温受热面环境下,固溶强化、位错强韧化、沉淀强化等复合强化有效地保障了高温高压环境下组织性能的稳定;长时间运行后表现为位错密度降低、亚晶的形成、碳化物的粗化、Laves相、Z相的析出等共同作用,导致强化效果的减弱从而材质退化.     

P92钢焊接接头蠕变-疲劳交互作用下高温断裂参量表征及失效评定曲线的建立

在610℃下,对超超临界火电机组用P92钢主蒸汽管道的焊接接头进行了蠕变-疲劳交互作用裂纹扩展试验。获得了蠕变-疲劳裂纹扩展速率,并进行了高温断裂参量的表征,同时,结合P92钢焊接接头蠕变与拉伸试验,建立了P92钢焊接接头材料与时间相关的失效评定曲线(TDFAD)。研究结果表明,试样断口微观形貌特征显示出其蠕变–疲劳交互作用下的裂纹扩展主要是由蠕变因素主导的。每条蠕变裂纹扩展速率与高温断裂参量C*的关系曲线中均存在一个拐点,这个拐点的产生过程即为蠕变裂纹扩展的孕育阶段。采用修正R6中Option2的方法建立了TDFAD,该方法充分考虑了蠕变因素的影响,能够获得较安全的评定结果。     

高温再热器T23/12Cr1MoV异种钢焊缝失效机理

通过裂纹宏观形貌、硬度试验、裂纹微观形态等分析,研究了1 900 t/h锅炉高温再热器T23/12Cr1MoV异种钢安装焊缝运行8 000 h断裂失效机理。结果表明:取消焊前预热及焊后热处理,将造成焊缝及热影响区产生淬硬马氏体组织,粗晶区晶粒严重粗化,晶界弱化;在高温运行温度下,焊接残余应力及管内蒸汽运行压力下,在焊缝与粗晶区界面处产生应力集中,随着外加应力塑性增加,在焊缝与粗晶区界面粗晶界产生裂纹。再热裂纹是造成高温再热器T23/12Cr1MoV异种钢焊缝断裂失效的主要原因。     

高温再热器Super304H与T91异种钢接头开裂失效分析

对国内首台600 MW循环流化床锅炉外置床内的高温再热器Super304H与T91异种钢接头开裂进行了失效分析。分析结果表明开裂原因为结构设计不当,该管段不能自由膨胀;加上该焊接接头熔合区存在界面突变,容易引起应力集中,在高温环境下长期运行后,抗高温蠕变性能较差T91侧出现蠕变孔洞,在熔合区形成蠕变裂纹:因此最终发展为宏观裂纹而失效。根据分析结果,提出将该异种钢接头布置在密封盒上方,且增加接头至联箱之间管程弯头数量的整改方案。     

低碳马氏体钢不预热及不热处理焊接工艺试验

通过对T91钢薄壁管不预热、不热处理进行焊接的试验和检验，考查T91钢薄壁管焊接的裂纹倾向，探讨通过工艺措施解决焊态接头硬度过高及改善接头韧性的方法。通过模拟工况试验，探讨工况温度和压力对T91钢薄壁管焊态接头的影响。     

提高P91钢焊接接头冲击韧性的研究

探讨影响P91钢焊接接头冲击韧性的几个因素，对用P91钢制造的主蒸汽管道的焊接工艺进行试验。结果表明，焊缝的拉伸强度高于母材，焊缝弯曲试样外弧面未发现开裂，焊缝金相组织正常，室温冲击韧性大幅度提高。     

T91锅炉热强钢管焊接性能的试验研究

以国产焊接用T91锅炉热强钢管为主要研究对象,根据焊接线能量、焊前预热和焊后热处理等条件对焊接的影响设计了试验的正交方案,并用硬度试验、断口扫描、电镜观察等多种试验和分析方法对其焊接成品进行了焊接性和冷裂敏感性等方面的研究。结果表明：采用焊前预热150℃以上、小热输入多层焊、焊后（770±10）℃、1 h高温回火工艺能降低T91钢焊接热影响区的淬硬倾向及焊接接头中的扩散氢含量,使得马氏体中的碳得到充分的扩散以形成回火索氏体,改善了T91钢管接头的韧塑性。     

T23钢在大型常规电站锅炉上的应用

通过对国产T23钢管常规力学特性、抗氧化性、焊接性能、焊缝性能、工艺性能等的试验分析,以及与G102和T91钢管的应用进行比较,认为T23钢用于(200-300)MW机组锅炉再热器及过热器管,可以完全取代G102,部分替代T91,性能优良。     

新型耐热钢T23的特性与早期失效分析

T23钢是T22钢经降C和强化而开发的新型锅炉用钢,与我国开发的钢102(12Cr2MoWVTiB)有近似的合金系统和含量,其常温力学性能和高温蠕变断裂强度明显优于T22钢,冷裂纹敏感性比T22钢低,再热裂纹敏感性远高于T22钢,抗蒸汽氧化性能与T22钢相当。但T23钢在超临界锅炉应用中先后出现了过热器管内壁氧化皮剥落导致爆管事件,在超超临界锅炉中又出现了水冷壁焊缝裂纹、泄漏等早期失效问题。基于T23钢的力学性能、蒸汽氧化性能和焊接性能分析及故障件的表面剥落物、爆口或断口的金相分析,找出故障原因,提出改进建议,对未来的超(超)临界锅炉设计和焊接工艺改进均有参考价值。     

T91/P91 钢管在电站锅炉上的应用

该文综述了Ｔ９１／Ｐ９１钢管的优良性能,以及锅炉制造过程中弯管和焊接的工艺性能。建议在电站锅炉上大力推广应用Ｔ９１／Ｐ９１钢管。图１表２     

锅炉屏式再热器TP304H管裂纹分析

由于热偏差和蒸汽流量偏差等原因,HG-1025/18.2型锅炉屏式再热器右下方管壁温度较高,内壁氧化皮的剥落进一步提高了管壁温度。运行约3.5万h后,TP304H奥氏体耐热钢制屏式再热器管析出了大量碳化物和σ相,导致管材低周疲劳强度和蠕变强度降低。管材在运行中遭受吹灰蒸汽的热冲击,外壁因此出现热疲劳裂纹,随后内壁金属衍生出蠕变裂纹。     

冷加工对高温运行奥氏体锅炉管的影响

对材质为TP304H的某2 100.7 t/h锅炉高温再热器U型弯管的爆管样进行了宏观开裂特征检查、金相组织检验、微观裂纹特征及微观断口形貌分析、拉伸性能测试。结果表明:由于TP304H钢无碳化物稳定化元素,在较高温度下运行后晶界大量析出碳化物,造成晶界附近贫Cr区,晶界严重弱化;弯管形变量超过ASME规范对奥氏体材料的冷加工形变量的控制要求,且未进行弯管后的固溶去应力处理。在高温运行状态发生的TP304H钢的晶间腐蚀和弯管内弧存在的较高残余拉应力二者共同作用下,在向火面内弯处形成沿晶开裂裂纹,裂纹由向火面外壁发生,裂纹方向与弯管弯曲环向一致,向内壁沿晶扩展。     

高强结构钢Q420低温断裂韧性研究

针对不同板厚的高强结构钢Q420角钢进行了不同温度下的断裂韧性试验,计算得出了试样的裂纹尖端张开位移指标。试验结果表明,温度对结构钢材的断裂韧性具有明显的作用,钢材的断裂韧性随着温度的降低显著减小,断裂方式也由延性断裂转变为脆性断裂。总体趋势上来讲,试样厚度的增大也引起钢材断裂韧性的降低。因此,在重要工程设计、选材及安全分析时,应充分考虑温度和厚度对结构断裂行为告白影响。     

喷丸对中碳钢表面短裂纹萌生与扩展的影响

通过对中碳钢在非喷丸与喷丸二情形下表面疲劳短裂纹的萌生与扩展试验，研究了喷丸对中碳钢表面疲劳短裂纹萌生与扩展的影响。试验表明：喷丸延迟了裂纹萌生时间并增长了等幅扩展寿命；降低了裂纹的扩展速率，尤其在裂纹的早期扩展阶段。运用显微结构断裂力学理论对上述试验结果进行了较为深入的分析。