T92/TP347H异种钢焊接接头的组织结构和力学性能

采用ERNiCr-3和ERNiCrMo-3两种镍基焊丝,GTAW法实现T92/TP347H异种钢管焊接。研究了接头的显微组织结构、熔合区(线)两侧的成分分布和接头的力学性能,以及焊后热处理对接头组织结构及力学性能影响等。结果表明:T92/TP347H异种钢接头T92侧热影响区(HAZ)主要由过热区、粗晶区及细晶区构成;TP347H侧HAZ没有明显晶粒长大的现象,但晶界、晶内有碳化物析出。两种焊丝焊接的T92/TP347H异种钢接头拉伸断裂面位于TP347H侧母材,焊缝强度较高;ERNiCrMo-3焊接接头的强度高于ERNiCr-3焊接接头,但塑、韧性不如后者。750℃,30 min焊后热处理,有助于降低T92侧HAZ硬度,改善接头的综合力学性能。     

某循环流化床锅炉TP347H钢再热器管的开裂原因

通过宏观形貌和显微组织观察、化学成分分析、硬度与冲击性能测试等方法,对某电厂循环流化床锅炉TP347H钢再热管的开裂原因进行分析。结果表明:TP347H钢再热器管与鳍片焊接后,熔合线附近组织均匀性变差,局部晶粒粗大,力学性能变差;服役过程中,在焊接残余应力与屏式再热器管振动所产生的附加应力的共同作用下,裂纹在再热器管熔合线附近晶界处萌生;高温服役过程中的氧化反应加速了再热器管的开裂;建议通过用晶粒细小材料替换TP347H钢、优化再热器排布结构等措施防止再热管的开裂。     

TP347H钢疲劳裂纹生长规律及显微组织影响研究

对TP347H钢标准试件进行常温疲劳试验,在金相显微镜下观察分析疲劳裂纹的萌生及扩展规律,并研究显微组织对疲劳裂纹生长过程的影响。研究发现:疲劳裂纹萌生于微观组织结构不连续区域,如晶界、孔洞、夹杂等,开始时沿与载荷轴呈45°方向扩展,之后扩展方向逐渐垂直于主应力方向;相邻裂纹间会发生合体行为,且由于裂纹间干涉作用导致部分裂纹扩展缓慢,甚至不扩展;当疲劳裂纹进行穿晶扩展时,裂纹会在晶界处发生偏折后进入相邻晶粒。     

TP347H不锈钢管表面裂纹的产生原因

在TP347H不锈钢大小头管生产过程中表面出现了环向裂纹;通过对钢管的化学成分、硬度、夹杂物、晶粒度、显微组织、裂纹处微观形貌和能谱微区成分等进行了分析,找出了裂纹产生的原因。结果表明:不锈钢管的表面裂纹是应力腐蚀裂纹;不锈钢管在成型过程中产生残余应力是裂纹产生的内因,在酸洗过程中带来的氯离子是裂纹产生的外因,晶界碳化铬的析出加剧了应力腐蚀开裂。     

焊后热处理对P91钢和TP347H钢焊接接头综合力学性能的影响

对P91钢和TP347H钢焊接接头在焊态和720,760,800℃和1050℃×2h空冷等焊后热处理工艺下进行了拉伸、弯曲、冲击、硬度等常规力学性能试验和高温持久强度试验研究。研究结果表明,合适的热处理规范工艺可以提高P91＋TP347H异质焊接接头的拉伸及弯曲性能,对冲击性能及硬度也没有大的影响。经热处理后的焊接接头比未经热处理的试样具有更好的高温持久性能。得出了P91＋TP347H异种钢焊接的最佳工艺方案是采用TIG焊,并进行焊前预热和焊后进行760℃×2h空冷时效处理。     

TP347H不锈钢钢管弯管工艺浅析

本文简要分析TP347H材料特性,弯管及挤压制造过程中易出现的问题,采取的相应工艺措施,从而避免不锈钢材质的热裂纹,得到性能合格的产品。     

TP347H锅炉钢管失效机理研究进展

TP347H奥氏体耐热钢广泛应用于火电机组锅炉受热面管.结合奥氏体耐热钢管服役性能和TP347H钢管爆管失效案例,综述了TP347H钢制受热面管在锅炉服役运行中常见的6种失效机理,包括晶间腐蚀、应力腐蚀开裂、组织老化、氧化腐蚀、原始缺陷和马氏体转变,并介绍了失效特征、分析方法和预防措施.     

TP347单层堆焊技术及性能评价研究

以15CrMoR钢为基层、两种TP347焊带为堆焊层,采用稀释率较低的电渣焊工艺制备单层堆焊试样,并对试样进行理化及耐蚀性能评价。结果表明,两种堆焊试样的力学性能、硬度、化学成分及铁素体含量均满足标准要求,且耐晶间腐蚀性能良好。高温高压氢剥离试验结果表明,在较低的降温速率下两种堆焊试样均未发生剥离,但是在较高的降温速率下发生了剥离;电解充氢试验结果表明,A堆焊试样发生剥离而H堆焊试样未发生剥离,这说明H试样堆焊层熔合区相比于A试样,具有更高的抗氢剥离性能。     

某电站锅炉末级再热器异种钢管焊接接头的断裂原因

某电站锅炉末级再热器12Cr1MoVG/TP304H异种钢管焊接接头在服役过程中发生断裂,通过宏观形貌观察、化学成分分析、力学性能测试、显微组织观察、微区成分分析等对断裂原因进行分析。结果表明:该异种钢管焊接接头沿12Cr1MoVG钢管侧熔合线发生脆性断裂;在高温工况下长期服役后,焊接接头发生碳的扩散迁移,导致12Cr1MoVG钢管侧熔合线附近集聚的碳化物沿晶界分布并形成微观蠕变裂纹,从而严重削弱了该区域的强度和韧性,同时12Cr1MoVG和TP304H钢的导热系数和线膨胀系数差别很大,导致高温环境下形成较大的热应力,在高温蒸汽压力和热应力的综合作用下该异种钢焊接接头沿12Cr1MoVG钢管侧熔合线发生脆性断裂。     

D406A钢和20钢异质接头的显微组织和力学性能

对D406钢和20钢进行了角焊接,研究了异质钢焊接接头的显微组织和力学性能,此外还研究了D406钢对接接头的力学性能。结果表明:此异质钢焊接接头D406钢侧焊缝区的显微组织主要以板条马氏体为主,熔合区主要是针状马氏体,该区是接头中最易产生裂纹的区域;D406A钢侧焊接接头热影响区靠近焊缝处的硬度最大,约为659 HV;20钢侧焊接接头焊缝区的最高硬度约为350HV,低于D406A钢侧的最高硬度,因而D406A钢侧热影响区的淬硬倾向相对较大;D406A钢对接接头熔合区的冲击功小于母材和焊缝区的冲击功,该焊接接头的拉伸试样均断裂于在焊缝区,抗拉强度的平均值为679 MPa,这与其焊缝区的组织为板条马氏体有很大关系。     

TP347HFG钢高温老化非线性超声检测技术

高温老化过程和早期损伤快速检测研究对TP347HFG这种脆性大,稳定扩展期短的奥氏体耐热钢非常重要。非线性超声技术对微纳米尺度缺陷敏感,在早期损伤检测方面具有极大的应用潜力。利用非线性超声技术得到材料热损伤程度与超声非线性系数之间的关系曲线,并根据材料的显微组织演变特征进行分析。结果显示,TP347HFG钢的超声非线性系数随时效时间的增加,首先在500 h时出现极大值点,然后单调增加,这种趋势与材料共格应变状态的形成和失去有关。试验结果为高温工况下TP347HFG钢非线性超声检测提供了理论依据。     

热处理工艺对GCr15钢疲劳裂纹萌生和扩展的影响

淬火、回火温度对GCr15钢疲劳行为的影响如下:经正常温度淬火后,疲劳裂纹萌生循环数Ni随硬度升高而增大;经高温淬火后,Ni显著降低,且随硬度升高而减小。疲劳裂纹扩展速率d_a/d_N随硬度升高而加快,随晶粒尺寸增大而加快。大晶粒高硬度的试样,裂纹主要沿原奥氏体晶界萌生及扩展;低硬度的试样裂纹均为穿晶扩展;随着硬度降低,疲劳断口的沿晶成分逐渐减少。附图10幅,表4个。     

TP347H的高温蠕变-疲劳交互规律

对TP347H不锈钢进在550℃下纯疲劳及550℃下的蠕变-疲劳交互下的微观组织演化及疲劳寿命变化进行研究。断口的扫描电镜形貌表明在蠕变-疲劳交互下存在高温动态回复,使得蠕变-疲劳断口未形成二次裂纹与解理面,而在纯疲劳下存在较多二次裂纹与解理面;透射电镜形貌表明在蠕变疲劳交互下金属内部局部会形成清晰的位错墙和位错胞结构,错增殖密度相对于纯疲劳也大大降低,此时材料的循环软化特征明显,因此蠕变-疲劳交互会导致材料的疲劳寿命显著降低。对不同应变幅下TP347H的蠕变-疲劳寿命试验证明不同应变幅下TP347不锈钢的蠕变-疲劳循环寿命相对于纯疲劳条件下都有降低,降低的程度随应变幅的增加而增大。     

30CrMnSiNi2A钢焊接冷裂纹的敏感性

采用插销试验测试了不同情况下30CrMnSiNi2A钢焊接熔合区的临界断裂应力,分析了插销焊接接头的组织和插销试样的断口形貌。结果表明：30CrMnSiNi2A钢插销焊接接头上冷裂纹最敏感的区域是熔合区,其断口形貌为沿晶＋准解理;熔合区晶粒粗大,组织为马氏体＋贝氏体＋残余奥氏体;HTJ-3焊条扩散氢含量大于HTG-1焊条,前者临界断裂应力小于后者;缺口影响插销焊接接头的应力分布。     

焊后热处理对15CrMoR(H)钢焊条电弧焊焊接头组织与性能的影响

以15CrMoR(H)耐热钢为研究对象,采用R307G焊条多道多层焊,分析了焊后热处理前后焊接热影响各分区的组织转变,并对焊接接头进行冲击试验及硬度检测。结果表明,焊后热处理前热影响区粗晶区为上贝氏体+马氏体组织,临界粗晶区在原奥氏体晶界生成链状脆性组织,导致其局部微区硬度偏高,冲击吸收能量较低,裂纹扩展区呈准解理断裂;焊后热处理后粗晶区为回火索氏体组织,临界粗晶区为晶粒内部的回火索氏体及晶界附近的链状高温回火组织,焊接接头整体硬度分布均匀,热影响区冲击吸收能量较高,断口形貌呈韧窝状的韧性断裂。     

高温长时运行后T91/G102异种钢焊接接头的性能及剩余寿命

对高温运行78 000h后的T91/G102异种钢焊接接头向火侧进行了常温拉伸、冲击、硬度和高温持久试验,并对其进行了寿命估算。结果表明:长时运行后,接头两侧母材常温抗拉强度仍满足要求,但焊接接头的常温抗拉强度已低于标准值;两侧母材的冲击韧性仍较高,但G102钢侧及T91钢侧熔合线处的冲击功最低;T91钢母材的显微硬度同运行前的基本相当,而T91钢侧热影响区、焊缝、G102钢侧热影响区以及G102钢侧母材的显微硬度均明显降低;G102钢热影响区的高温蠕变性能最差;焊接接头向火侧的剩余寿命为27 601h,但焊缝、热影响区性能的劣化将大大降低其安全运行可靠性;G102钢侧热影响区析出的碳化物与两侧母材析出的明显不同。     

SA-312TP316H不锈钢管埋弧焊接试验

采用手工氩弧焊封底、焊条电弧焊过渡以及埋弧焊填充盖面的方法,对SA-312TP316同种钢焊接接头的微观组织和常规力学性能进行探索尝试。在合格区取样做性能和金相试验,发现弯曲试样中出现微小裂纹,接头微观组织也存在裂纹。结果表明,热输入较高条件下的焊接接头易出现夹渣和未熔合等缺陷。     

EH36船板钢埋弧焊接头的组织和力学性能

采用埋弧焊工艺对EH36船板钢进行多道次、大热输入条件下的焊接试验,研究了焊接接头的显微组织和力学性能。结果表明:在大热输入条件下,焊缝组织由晶界铁素体、块状铁素体和少量针状铁素体组成,不存在侧板条铁素体,这对焊缝的力学性能有利;粗晶热影响区是受焊接热输入影响最严重的区域,冲击韧性最差的区域为焊缝;焊接接头的最高硬度出现在粗晶区靠近熔合线处,为222HV,最低硬度出现在细晶区,为181HV,未出现焊接软化区。     

45钢基体上D172焊条堆焊层的组织与性能

采用钛钙型药皮堆焊焊条D172,以手工电弧焊工艺在45钢上堆焊一定厚度的堆焊层,仅堆焊1层时,得到的堆焊金属厚度约3 mm,堆焊3层后,堆焊层厚度可达到8 mm左右;通过显微组织观察、硬度测试和能谱分析等对不同堆焊条件下的热影响区和过渡区的组织和硬度、熔合区附近碳的迁移过程进行了分析.结果表明:随焊接线能量增大,熔合区奥氏体组织减少,铁素体组织增多;熔合区附近基体侧铁素体和珠光体组织变得细小,堆焊层侧马氏体组织变得粗大,其硬度值降低;堆焊3层时,熔合区附近堆焊层侧碳化物明显析出、聚集,马氏体组织较粗大.     

超细晶粒钢闪光焊热影响区显微特性分析及其组织有限元模拟

结合焊接接头的微观组织观察和宏观性能试验，分析了超细晶粒钢筋直流闪光对焊接头热影响区的显微组织、焊接热影响区各区段的显微硬度分布；利用蒙特卡罗模拟方法，模拟了400MPa超细晶粒钢在一定焊接规范下热影响区奥氏体晶粒的演变情况。结果表明：从熔合区到母材，随着距熔合区距离的增大，显微特性发生明显变化；显微硬度只在焊缝心部区域出现局部降低，但这并不影响整个接头的宏观性能。数值模拟可以预测HAZ中晶粒的分布及温度梯度对晶粒长大的阻碍作用．与实际晶粒大小较为吻会．