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。     

T91/TP347H异种钢焊接接头服役微观组织转变

异种钢焊接接头在超超临界电站锅炉结构中应用广泛.采用XRD,SEM及EDS及显微硬度对原始态和服役1×105 h的T91/TP347H异种钢焊接接头的相组成、显微组织形貌和元素组成进行了表征分析,并采用显微硬度计对2种接头的显微硬度进行了测试.结果 表明,相较于原始态,服役1×105 h的接头TP347H母材晶粒更为粗...     

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.     

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。     

T91钢EPRI P87镍基焊材焊接接头组织与性能

采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、热膨胀仪、高温拉伸试验仪和冲击试验仪对T91钢EPRI P87镍基焊材焊接接头的显微组织和力学性能进行了研究。试验结果表明,焊缝金属同T91钢母材形成良好的冶金结合,其组织结构为胞状枝晶γ相固溶体;同ENiCrFe-3镍基焊缝金属相比,EPRI P87焊缝金属的热膨胀系数同T91钢更为接近;焊接接头高温拉伸试样（400～600 ℃）断裂于T91钢母材位置,表明在高温服役条件下焊缝金属相比母材具有更高的强度;由于镍基焊材良好的塑韧性,在未热处理条件下焊缝金属表现出较高的冲击性能。     

焊接顺序及热处理对T91/12Cr1MoV异质接头残余应力影响的数值分析

利用ABAQUS有限元软件,对T91/12Cr1MoV钢管道多层多道焊异质接头进行焊接残余应力有限元模拟,分析焊后热处理和两种焊接顺序对接头内残余应力的影响。结果表明,焊接接头在外壁T91侧热影响区存在最高轴向和环向拉应力。焊接各层焊道时,对比从12Cr1MoV侧向T91侧与从T91侧向12Cr1MoV侧依次焊接各焊道所获得的残余应力,后者所获得的残余应力较低,特别是在管道的外壁处尤为显著。热处理后管道焊接残余应力有所降低,但在T91侧热影响区仍存在较大的残余应力。     

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。     

Research on the creep damage and interfacial failure of dissimilarmetal welded joint between 10Cr9Mo1 VNbN and 12Cr1MoV steel

0　IntroductionAnewmodified 9Cr Mosteel (SA2 13T91orT91)pos sessesimprovedhightemperaturestrength ,excellentductili ty ,weldability ,heatfatigueproperties .Therefore ,T91hasbeenwidelyusedinelectricpower,petrochemicalplant,nu clearpowerstation ,andsoon[1～3] .Itisappliedtothefinalstagesofsuperheatersandreheatersinfossil firedpowerplants .However,lowalloypearlitesteel(12Cr1MoV)isstillusedintheearlierstages .Thus,therearealotofdissimilarmetalweldedjoints (DMWJs)betweenSA2 13T91and12Cr1Mo…     

火电站用T23/TP316H异种金属焊接接头服役损伤分析

通过试验研究分析了服役后的高温蒸汽管道中T23/TP316H异种金属焊接接头的微观组织、成分和氧化情况.结果表明,在540℃/17 MPa条件下服役10万h后,TP316H钢侧虽会被氧化,但未发现明显的会导致接头早期失效的潜在危险因素;T23钢侧会出现沿焊缝/热影响区界面的氧化,并出现了沿界面的开裂.T23钢与镍基焊缝...     

T91与1Cr18Ni9Ti异种钢焊接

T91钢是国外为提高火力发电机组的效率而研制的一种高合金耐热钢,它是完成超临界发电机组主蒸气参数由566℃向593℃过渡的关键材料.针对马氏体耐热钢(T91)与奥氏体钢(1Cr18Ni9Ti)的物理化学性能,分析了该异种钢的焊接性.通过在湘潭电厂二期工程中具体应用表明,采取适当的焊前预热及焊后热处理的措施,选取合适的焊接材料和焊接工艺参数,能够获得性能优良的焊接接头.     

T/P91钢在高应力条件下蠕变行为的CDM模型模拟

通过对超临界火电机组用T/P91耐热钢的蠕变数据分析,探讨了T/P91钢在600℃下不同应力范围内的蠕变机制以及服役过程中的蠕变损伤.并使用基于材料物理本质建立的CDM(continuum damage mechanics)模型来模拟高应力范围内T/P91钢的蠕变曲线,将模拟结果与文献中的实验数据进行对比,表明模拟结果是可信的.     

马氏体/珠光体异种耐热钢焊接接头蠕变失效数值模拟

采用有限元方法对马氏体/珠光体异种耐热钢接头在560℃条件下,外加轴向应力水平分别为100,120和140 MPa时界面附近的最大主应力、Von Mises等效应力进行了数值模拟,通过恒应力加速蠕变试验对模拟结果进行了验证.结果表明,对于低匹配接头,焊缝/低强母材界面附近最大主应力很高,蠕变孔洞易于在焊缝/低强母材界面处形成,随着外加应力水平的提高,焊缝/低强母材界面附近最大主应力升高较快,但VonMises等效应力较低,孔洞不易扩张.加速模拟试验后界面的蠕变损伤较轻,晶界仅存在少量分散蠕变孔洞,失效倾向较小.对于高匹配接头,焊缝/低强母材界面的最大主应力数值大,界面附近的Von Mises等效应力很高,孔洞易于形核、扩张.加速模拟运行后,高匹配接头中焊缝/12Cr1MoV界面的蠕变损伤及失效倾向大,发生了界面蠕变断裂.因此,对于马氏体/珠光体异种耐热钢接头,采用低匹配焊缝较高匹配合理.     

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.     

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。     

工艺参数及焊接材料对T91/P91钢焊缝性能的影响

综合分析了手工电弧焊焊接过程中的预热温度、热处理温度、焊接线能量等主要工艺因素以及焊接材料对T91/P91钢焊缝性能的影响。     

工艺参数及焊接材料对T91/P91钢焊缝性能的影响

综合分析了手工电弧焊焊接过程中的预热温度、热处理温度、焊接线能量等主要工艺因素以及焊接材料对T91／P91钢焊缝性能的影响。     

长时运行后高温再热器T91钢管材性能评定

河北兴泰发电有限责任公司9号炉运行累计114892.5 h,对仍在该部位运行的T91钢再热器管进行性能评定,根据其温度分布,重点对运行温度较高的高温再热器外一圈进行取样,采取化学分析、短时拉伸试验（常温、高温）、硬度试验、金相分析、碳化物结构分析、透射电镜检查等手段进行抽样检测分析。结果表明,抽检管样性能仍优于各标准要求,显微组织强化效果明显,因此允许在额定工况下继续安全运行。     

T91钢TIG+MIG焊接接头性能及组织

对采用TIG＋MIG焊的T91钢焊接接头进行了力学性能、持久强度和高温时效试验,并对T9l钢TIG＋MIG焊接接头的显微组织及断口的断裂特征进行了观察和分析。结果表明,T91钢TIG＋MIG焊接接头的韧脆转变温度（FATT）为-13℃,625℃l7958h高温持久试验为70MPa,外推10^5h高温持久强度为46．48MPa。焊接接头的高温性能取决于其组织的变化,以M23C6为主的合金碳化物对持久强度起了重要作用。     

C-Mn-Ti-B超高强度钢焊接熔合区的形成过程及其组织转变

研究了C—Mn—Ti—B超高强度钢焊接熔合区及其组织转变，发现焊接接头的最高硬度位于熔合区和富奥氏体带，而不是通常所认为的淬火区；富奥氏体带的化学成分及浓度接近于焊缝金属中的成分与浓度。考虑焊接接头所经受的热循环、元素扩散以及室温下焊接接头的组织、成分变化，提出了一种新的富奥氏体带形成机制并建立了熔合区的过程模型。该模型认为：焊接热作用下的焊接接头可划分为三个特征区域：熔化区、固液共存区和固相区；在冷却过程中，熔化区转变为富奥氏体带和焊缝混合区(α γ组织)；固液共存区转变为熔合区；固相区转变为通常意义下的纯热影响区和未发生变化的基体。根据此模型，成功地解释了熔合区类马氏体组织和含碳硼化物(Cr、Fe)23；(C、B)6的转变机理。     

超超临界锅炉水冷壁T23/12Cr1MoV异种钢焊接接头焊后热处理裂纹分析

分析了T23/12Cr1MoV异种钢焊接接头焊后热处理裂纹的宏观和微观特征、断口形貌及接头的显微组织,测试了接头的硬度分布,在此基础上讨论了裂纹的性质及形成原因,并提出了防止裂纹的措施。结果表明,裂纹启裂于T23钢侧焊趾部位,沿粗晶粒热影响区(CGHAZ)晶界扩展,为典型的再热裂纹。焊后热处理明显降低了异种钢焊接接头两侧热影响区的硬度,T23钢侧CGHAZ产生再热裂纹与其在焊后热处理过程中晶界析出碳化物有关,其析出促进了孔洞的形成。在焊后热处理前,对异种钢焊接接头进行一次550 ℃×1 h的中间热处理有利于抑制再热裂纹的产生。