高温时效对T23钢粗晶热影响区显微组织及再热裂纹敏感性的影响

利用热模拟机制备T23钢粗晶热影响区(CGHAZ)试样,对其进行650℃、0～48 h时效实验,对时效前后的试样进行高温短时蠕变破断实验,评价其再热裂纹敏感性,采用OM、SEM、TEM+EDS等手段分析CGHAZ在时效过程中的显微组织演变,对断口形貌及断口附近显微组织进行观察,分析合金元素在晶界附近的分布,揭示T23钢CGHAZ形成再热裂纹的机理,探究时效改善再热裂纹敏感性的原因.结果表明,T23钢CGHAZ在焊态下为马氏体/贝氏体混合组织,硬度较高;经650℃时效后组织发生回复及再结晶,位错密度下降,亚晶粒(板条)尺寸增大,M23C6、M7C3和MX碳(氮)化物等在晶内、晶界逐渐析出,硬度逐渐下降.焊态CGHAZ对再热裂纹敏感,时效后CGHAZ的再热裂纹敏感性下降;当时效时间超过24 h时,对再热裂纹不敏感.焊态CGHAZ产生再热裂纹主要是由于M23C6在晶界析出长大,导致晶界形成软化区,并促进孔洞的形成,减弱了晶间结合力.时效使不稳定的CGHAZ组织发生预先转变,碳化物大量析出,基体发生回复与再结晶,降低了晶内强度,同时晶界附近合金元素贫化消除,晶内和晶界强度的差异减小,塑性变形能力明显提升,故再热裂纹敏感性降低.CGHAZ时效后的硬度与再热裂纹敏感性有一定的对应关系,当硬度高于250 HB时对再热裂纹敏感,硬度低于250 HB时对再热裂纹不敏感.     

焊后热处理对P122钢焊接粗晶区韧性的影响

采用焊接热模拟的方法,模拟HAZ粗晶区组织,并在不同温度下对试样进行焊后热处理,通过冲击试验及断口分析,确定P122钢合理的焊后热处理温度为750℃,其冲击吸收功值与母材的相近,韧性较好.     

热处理温度对长期服役T23钢CGHAZ微观组织的影响

以服役时间超过6×10⁴ h的T23水冷壁管对接接头作为研究对象,对焊接接头进行不热处理(焊态)、520℃×1 h,580℃×1 h,650℃×1 h,720℃×1 h及760℃×1 h等6种不同参数的热处理试验。为研究不同热处理后粗晶热影响区(CGHAZ)微观组织变化,分析合金碳化物在晶界的分布规律,同时探索CGHAZ再热裂纹形成原因与析出物之间的内在联系,重点对粗晶区进行了显微硬度分析、金相组织分析、扫描电镜形貌分析及能谱分析。结果表明,焊态T23钢CGHAZ为粗大板条马氏体与贝氏体的混合组织,经测算最大晶粒尺寸约100μm,大部分晶粒尺寸30～50μm;在580℃热处理时,由于晶粒细化及析出物在晶内弥散强化作用,CGHAZ出现了二次硬化现象,根据再热裂纹形成理论,此时晶内强度与晶界强度差较大,应力松弛主要集中于晶界,CGHAZ产生再热裂纹的倾向较大;在720℃热处理时,在CGHAZ晶界位置出现了密集孔洞及合金碳化物,并且空洞与合金碳化物之间存在伴生关系,但短时间内孔洞在后续正常服役条件(560～600℃)下能否发展成为再热裂纹有待商榷。     

焊后热处理改善WB36钢临界再热粗晶区韧性分析

针对WB36钢(15NiCuMoNb5)临界再热粗晶区(IRCGHAZ)存在的脆化现象,研究了焊后热处理对模拟临界再热粗晶区(IRCGHAZ)组织性能的影响,探讨其改善韧性作用.结果表明,590℃×2 h的焊后热处理对IRCGHAZ的硬度影响不大,但明显改善韧性,室温冲击韧性上升了85%,断口形貌由准解理 韧窝的混合断口转变为韧窝断口.IRCGHAZ韧性的改善与焊后热处理使晶内方向性排列的M-A组元大部分分解有关,基体组织改善的贡献很小.     

焊后热处理对DQTHT80钢热影响区断裂韧性的影响

研究了直接淬火回火调质钢ＤＱＴＨＴ８０多层焊热影响我的ＣＴＯＤ断裂韧性。焊态和焊后热处理状态下的试验结果表明：焊态下热影响区断裂韧性高于焊后热处理态。焊后热处理降低了该钢热影响区的断裂韧性。焊态下断口韧窝状,而焊后热处理断口叶解理状。模拟焊接热影响区粗晶区试验结果进一步证实了焊后热处理对韧性的不利影响。     

焊后热处理对ASTM 4130钢焊接热影响区组织与性能的影响

通过金相观察、硬度试验和扫描电镜分析,研究了不同焊后热处理保温时间对ASTM 4130钢焊接热影响区显微组织、硬度、低温冲击韧性和断口形貌的影响.结果表明,随焊后热处理保温时间的延长,热影响区硬度降低,粗晶区和细晶区韧性明显改善;经焊后热处理后,热影响区组织主要为回火马氏体、铁素体和贝氏体;造成粗晶区硬度较高、韧性较低的主要原因是该区出现了贝氏体和粗大的回火马氏体.     

双丝焊热循环对Ni-Cr钢粗晶热影响区组织性能的影响

利用焊接热模拟技术、光学显微镜和透射电子显微镜等对Ni-Cr钢双丝焊粗品热影响区组织及韧性化机理进行了试验研究.结果表明:经过双丝焊接热循环后,粗晶区-50℃低温冲击功大大低于母材值,但丝间距40mm比丝间距20mm下双丝焊接粗晶区韧性好;粗晶区组织和晶粒度的不同是影响低温冲击韧度不同的原因,其中晶粒度越细韧性较好;同时研究还表明,粒状贝氏体组织对韧性的影响较复杂,这取决于它的参量即小岛的形状、多少、尺寸和分布.     

焊后热处理对10Ni5CrMoV钢热影响区低温冲击韧性的影响

采用焊接热模拟技术及冲击试验方法,研究了焊后热处理工艺参数对10Ni5CrMoV钢热影响区(HAZ)的组织与低温(-50 ℃)冲击韧性的影响规律.试验结果表明,粗晶区是HAZ各特征区中冲击韧性最低的区域,但是经过620 ℃×1.5 h焊后热处理后,HAZ粗晶区冲击韧性最高.     

冶金处理方式对高强钢粗晶热影响区组织与韧性的影响

利用热模拟技术，研究了450MPa级耐大气腐蚀钢不同焊接条件下焊接热影响区组织与性能变化，通过TEM观察不同冶金处理方式（RH精炼炉中加Ti，LF精炼炉中加Ti）第二相粒子的形貌和分布。试验结果表明，在合金成分基本相同的情况下，通过LF精炼炉加Ti的冶金处理，粗晶热影响区中的第二相粒子尺寸更细小，分布1更弥散，阻碍奥氏体晶粒长大的效果更突出。     

时效对T23耐热钢TLP连接接头组织与性能的影响

用FeNiCrSiB合金箔作中间层,氩气保护,在焊接双温工艺(加热温度1240℃,保温50 s,等温凝固温度1210℃,保温4 min,压力6 MVa)条件下,对T23耐热钢管进行TLP连接.然后对焊接试样进行700℃、不同时间的时效试验.利用力学性能试验机对接头拉伸性能进行测试,利用金相显微镜、显微硬度计分析不同时效时间后TLP连接接头的显微组织和接头区域显微硬度.结果表明:接头经700℃×500h时效后,中间层元素进一步向母材扩散,接头组织成分均匀化增强,焊缝与母材硬度的差异明显缩小,接头的拉伸性能合格,断裂位置均位于远离焊缝的母材区域,从而保证了接头在时效后性能的稳定.     

国产T23钢高温时效时组织和力学性能的研究

采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜观察和拉伸、冲击试验等方法,研究了国产T23钢在600 ℃时效时的组织变化和力学性能.结果表明,T23钢在600 ℃时效时随着时效时间的延长,T23钢中M23C6型碳化物不断粗化,粒状贝氏体形貌逐渐退化.时效时间较短时,主要是M23C6型碳化物粗化引起T23钢力学性能下降;时效时间较长时,主要是粒状贝氏体形貌的变化导致T23钢力学性能下降,同时,M23C6的球化及其向M6C的转变、亚晶的形成和W、Mo固溶强化的降低加快了T23钢力学性能的下降.     

长时间服役后T23钢的组织及析出行为

利用金相显微镜,扫描电镜,能谱仪、透射电镜以及硬度计对国产T23高压锅炉管在服役20000 h后的微观组织、析出行为以及硬度变化进行了研究.研究发现,服役后原奥氏体晶粒发生回复,导致晶界逐渐模糊;晶界有大量含Cr、W的M23C6型碳化物析出,部分区域的M23C6异常长大,晶粒内有大量MX、VC等相弥散析出,这些析出相与位错相互作用,阻碍了位错进一步扩展,提高了T23钢的抗蠕变性能;T23钢服役后的硬度没有显著变化.     

T23钢再热裂纹敏感性的改善及其组织

通过高温时效方法分析了焊后未热处理T23水冷壁管焊接接头粗晶热影响区(coarse grained heat affected zone,CGHAZ)在服役过程中形成再热裂纹的微观机理,揭示了工程中未热处理T23水冷壁接头在机组启机后,短期运行容易发生开裂泄漏的内在原因. 采用材料表征手段对未时效和高温时效处理后的水冷壁焊接接头CGHAZ硬度、微观组织、析出物物相等进行系统分析. 结果表明,在530 ℃时效100 h后,CGHAZ硬度出现由晶内弥散强化导致的二次硬化现象,随着时效(运行)时间增加,CGHAZ硬度逐渐降低,但时效1000 h后,CGHAZ硬度仍有319 HV高于标准要求;在600 ℃温度下,随着时效时间的增加,CGHAZ硬度随之降低,组织回复、再结晶、马氏体板条宽化、位错密度降低、C元素及合金元素从基体析出等因素导致的CGHAZ硬度降低作用高于MX碳化物在晶内弥散析出导致的硬度升高,M₂₃C₆型碳(氮)化物在晶界、亚晶界逐渐析出和长大.

     

改进型T23钢的再热裂纹敏感性

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)研究了T23钢及4组改进型T23钢CGHAZ的微观组织,采用Gleeble热模拟及高温缓慢拉伸的方法评判T23钢和4组改进型T23钢焊接热影响区粗晶区(CGHAZ)的再热裂纹敏感性。探讨了再热裂纹敏感性的影响因素,分析了改进型T23钢再热裂纹敏感性改善的原因。结果表明,晶粒尺寸、晶界和晶内析出相以及晶内固溶元素均对再热裂纹敏感性有较大的影响。与T23钢相比,成分改进后的T23钢CGHAZ的微观组织得到了优化,晶界晶内强度差减小,再热裂纹敏感性得到改善。     

HCM2S(T23)钢显微组织结构特征及强化机理分析

通过OM、TEM、SEM和EDS等方法对供货态、正火态和正火+回火态T23钢试样的显微组织结构进行了分析.通过对比不同状态T23钢显微组织结构特征,探讨了T23钢的强化机理.研究结果显示,正火态T23钢为粒状贝氏体组织,以固溶强化、M/A小岛的弥散强化,以及粒状贝氏体基体的晶界和亚结构的强化作用为主,同时微量B也起到-定程度的强化作用;正火+回火状态T23钢为回火粒状贝氏体组织,大部分M/A组元分解消失,沉淀相大量沉淀析出,第2相主要为M23C6和MX,回火不充分的情况下会有亚稳过渡相M3C和M7C3型碳化物存在,强化机理包括固溶强化、沉淀强化,以及贝氏体基体的晶界和亚结构等强化作用.     

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。     

X70管线钢焊接热影响区组织和韧性研究

通过焊接热模拟的方法，研究了焊接线能量对X70管线钢焊接热影响区组织和低温韧性的影响。结果表明，在25kJ／cm的焊接线能量下，热影响区粗晶区的组织发生粗化，韧性显著降低；随着焊接线能量增加，低温韧性进一步恶化。然而，焊接线能量对细晶区的组织和低温韧性影响不大，在60kJ／cm的大焊接线能量下．细晶区仍能获得优良的低温韧性。     

T23(P23)钢的工艺焊接性评价

超临界和超超临界锅炉发展的关键是开发具有良好高温性能和工艺性能的高强耐热钢,SA213T23和SA335P23(以下简称T23、P23)钢是国外近年来开发研制的锅炉用新型高强耐热钢。本文对T23(P23)钢的工艺焊接性进行评价,有助于该钢种的应用。     

Influence of Welding Thermal Cycle on Microstructure and Properties in Heat-affected Zone of X80 Pipeline Steel

Single welding thermal–cycles with different input linear energies (ILE)(15, 20, 30, 40, 50 kJ/cm) and peak temperatures (PT) (900, 1050, 1200, 1300, 1350 ℃) were simulated by MMS-300 to study the correlation of toughness and microstructure in heat-affected zone (HAZ) of a X80 pipeline. The evolution characteristics of microstructure were investigated by OM, SEM and EBSD. The results show that numerous polygonal ferrites and grain boundary ferrites appear, and the sizes apparently decrease as the heat input decreases. Heat input in single welding should be less than 35 kJ/cm to ensure well Charpy impact toughness. The toughness of course grain zone is the lowest when welding heating temperature is 1350 ℃ and it is the weakness part in welded zone. The uniformity of prior austenite grain is worsened as increasing the heat input. Moreover, the characteristics of M-A constituents and high angle grain boundaries (HAGB) are influenced by heat input and PT. In the case of low heat input and PT, higher density of HAGBs, dispersed and fine M-A constituents were observed. Otherwise, with high heat input (≥40 kJ/cm), the effective grain size is almost the diameter of prior austenite grain, and it will decrease the density of HAGB, moreover, coarse M-A constituents which are prone to crack initiation will be generated, thus, the impact toughness of the coarse grain zone will be worsened obviously in welding HAZ.