马氏体/贝氏体耐热钢焊接接头的界面蠕变损伤行为

采用脉冲氩弧焊接工艺、高温加速模拟、高温持久实验研究了不同焊缝蠕变强度匹配条件下马氏体耐热钢9Cr1MoVNbN与贝氏体耐热钢12Cr2MoWVTiB异种钢焊接接头的高温强度、界面蠕变损伤及破坏特征.研究结果表明,焊前523 K预热、焊后1023 K×1 h回火条件下,接头的力学性能优异.加速模拟运行500,1000和1500 h后低匹配焊接接头的界面蠕变损伤最严重,发生了界面蠕变断裂,早期失效倾向较大;中匹配接头的蠕变损伤最小,仅发现个别孤立蠕变孔洞,早期失效倾向最小,中匹配接头在923 K下的持久强度(σ105)与低匹配接头比较接近;高匹配接头在923 K下的持久强度(σ105)最低,蠕变孔洞几乎连成裂纹,蠕变损伤和早期失效较大.因此,对于上述异种钢焊接接头采用中匹配焊缝较为合理.     

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.     

马氏体耐热钢 ZG1Cr10MoVNbN 的焊接工艺

介绍了一种新型马氏体耐热钢 ZG1Cr10MoVNbN 的焊接工艺。通过分析 ZG1Cr10MoVNbN 材质铸钢的焊接特性,并通过工艺评定验证,确定了合理的焊接工艺,满足了焊缝的常温及高温力学性能。     

长期服役后新型马氏体耐热钢焊接接头的组织及性能

采用拉伸试验、冲击试验和硬度测试方法,并结合金相显微组织和扫描电子显微镜观察,研究了服役时间累计近10万h的SA335-P92钢焊接接头的力学性能和微观组织。结果表明：P92焊接接头经10万h高温服役后性能劣化明显,接头塑性和冲击韧性明显下降,焊缝金属出现严重的脆化。焊缝金属平行分布的粗大板条结构和较高的晶界密度导致其性能严重下降。     

马氏体耐热钢ZG1Cr10MoVNbN的焊接工艺

介绍了一种新型马氏体耐热钢ZG1Cr10MoVNbN的焊接工艺。通过分析ZG1Cr10MoVNbN材质铸钢的焊接特性,并通过工艺评定验证,确定了合理的焊接工艺,满足了焊缝的常温及高温力学性能。     

焊缝蠕变强度对马氏体/贝氏体异种钢接头界面蠕变损伤的影响

采用脉冲氩弧焊接工艺、高温加速模拟、扫描电镜观察研究了不同焊缝蠕变强度匹配条件下,马氏体耐热钢(9Cr1MiVNbN)与贝氏体耐热钢(12Cr2MoWVTiB)焊接接头的界面蠕变损伤、破坏特征及早期失效倾向.结果表明,焊前预热250℃,焊后回火750℃×1 h条件下,加速模拟运行500,1 000,1 500 h后低匹配接头中焊缝/贝氏体钢界面的蠕变损伤最严重,发生了界面蠕变断裂,早期失效倾向较大;而高匹配接头中焊缝/贝氏体钢界面的蠕变孔洞几乎连成裂纹,蠕变损伤和早期失效较大;而中匹配接头的界面蠕变损伤程度最轻,仅发现少量孤立蠕变孔洞,早期失效倾向最小.     

马氏体/贝氏体异种耐热钢接头焊接应力数值模拟

采用热弹塑性有限元方法对马氏体耐热钢9Cr1MoVNbN(T91)与低合金贝氏体耐热钢12Cr2MoWVTiB(G102)异种钢接头的温度场、应力场进行了数值模拟;并比较了接头在不同焊接线能量条件下的温度场、应力场。模拟计算结果表明,由于异种钢接头热物理性能的差异,其焊接温度场和应力应变场均不对称。由于T91的导热系数小于G102,加热过程中,G102侧的升温速度较快。而在冷却过程中,T91侧的温度梯度较G102侧小,而热影响区更宽。焊后T91钢一侧的应力梯度小于G102,但高应力区域比G102一侧宽。通过对模拟结果的比较分析,从降低焊接残余应力的角度出发,采用小线能量可减少接头中的拉伸残余应力。     

T91马氏体耐热钢和102珠光体耐热钢的焊接

Ｔ９１马氏体耐热钢作为一种新型钢种因其具有良好的抗氧化性和高温热强性，被广泛用于火电厂高温高压蒸汽管道中。在我公司承担的镇海电厂３＃炉大修中，由于锅炉燃烧器改造引起大屏受热面超温，决定大屏过热器外六圈采用Ｔ９１管取代１０２钢管。为了保证Ｔ９１管与１０２钢管异种钢的焊接质量，依据ＤＬ５００７－９２《电力建设施工及验收技术规范》（火力发电厂焊接篇）的要求，对其焊接工艺进行分析评定，其结果能够满足现场施焊的质量要求。１　焊材和焊接方法的选择（１）Ｔ９１属于马氏体耐热钢，１０２钢属于珠光体耐热钢，两者化…     

620℃机组新型马氏体耐热钢12Cr10Co3W2MoNiVNbNB焊接性及接头性能

12Cr10Co3W2MoNiVNbNB钢为自主研制的9%Cr~12%Cr高强度马氏体耐热钢,与传统的Cr-MoW耐热钢相比,具有高温强度高、抗蠕变性能和抗氧化性能好等优点。研究12Cr10Co3W2MoNiVNbNB的焊接性,测定了焊接接头的常温拉伸、弯曲、冲击、高温拉伸等。结果表明,焊接接头的常温力学性能和高温拉伸均能满足620℃超超临界汽轮机高压隔板的设计和使用要求。     

焊后热处理对高Cr铁素体耐热钢焊接接头的影响

研究了焊后热处理(PWHT)保温时间的变化对新型高Cr铁素体耐热钢焊接接头焊缝的组织形态,焊接接头的拉伸性能以及沉淀相的分布、颗粒尺寸等的影响。结果表明,随着保温时间的延长,马氏体板条尺寸逐渐增加,位错密度降低,组织发生了再结晶;大部分的M23C6沉淀相位于晶界/亚晶界,且颗粒尺寸比晶内的大得多,并逐渐粗化长大,几乎观察不到MX相的变化;焊接接头的拉伸性能随保温时间的延长逐渐升高,但受组织回复和再结晶的影响,增长速率逐渐降低。     

P92钢焊接接头Ⅳ型蠕变断裂特性

在600—650℃,100—240 MPa对用埋弧自动焊工艺制备的P92钢焊接接头进行高温蠕变实验,采用OM,SEM和TEM等研究焊接接头的Ⅳ型蠕变断裂特性.结果表明,P92钢焊接接头的Ⅳ型断裂发生在高温和低应力条件下,存在一个临界Larson-Miller参数LMP和临界应力,它们的值分别约为35.5和120 MPa;Ⅳ型断裂部位的变形很小,位于靠近临界热影响区的细晶区,即加热峰值温度在A_C3附近,该部位显微结构退化为铁素体等轴晶及蠕变过程中Laves相在晶界析出和长大是影响Ⅳ型断裂的主要因素,M₂₃C₆粗化的影响较小;焊接接头Ⅳ型断裂是一种晶界孔洞聚集型蠕变断裂,孔洞在粗大Laves相附近形核,可用损伤晶界上孔洞面积分数f或孔洞面积分数a作为发生Ⅳ型断裂的微观判据,它们在650℃时的临界值分别约为0.5%和1.2%.     

Cryo—Cracking方法及其在焊接接头蠕变断裂失效分析中的应用

介绍了Cryo-Cracking方法及其在分析和评定高温下和长期服役的焊管焊接接头蠕变失效中的应用特点,这种方法使用的试样易于截取,制样工艺过程简单,对制样者的技艺无特殊要求,不易产生因试样的制备而引起的误解,通过扫描电镜断口形貌的分析,结合金相定量分析方法,从分析断口的二维图象获得的数据,可以定量地反映在役构件蠕变失效的程度。实践表明,Cryo-Cracking方法是一种简单实用的焊接接头蠕变失效分析方法。     

P92钢焊接接头Ⅳ型蠕变断裂特性

在600-650℃,100-240 MPa对用埋弧自动焊工艺制备的P92钢焊接接头进行高温蠕变实验,采用OM,SEM和TEM等研究焊接接头的Ⅳ型蠕变断裂特性.结果表明,P92钢焊接接头的Ⅳ型断裂发生在高温和低应力条件下,存在一个临界Larson-Miller参数LMP和临界应力,它们的值分别约为35.5和120 MPa;Ⅳ型断裂部位的变形很小,位于靠近临界热影响区的细晶区,即加热峰值温度在Ac₃附近,该部位显微结构退化为铁素体等轴晶及蠕变过程中Laves相在晶界析出和长大是影响Ⅳ型断裂的主要因素,M₂₃C₆粗化的影响较小;焊接接头Ⅳ型断裂是一种晶界孔洞聚集型蠕变断裂,孔洞在粗大Laves相附近形核,可用损伤晶界上孔洞面积分数f或孔洞面积分数a作为发生Ⅳ型断裂的微观判据,它们在650℃时的临界值分别约为0.5%和1.2%.     

焊接工艺参数对珠光体耐热钢接头韧性影响的分析

根据对15CrMoR珠光体耐热钢的焊接性能试验中发生的接头冲击韧性值下降,且大大低于标准规定的最低值现象,从理论上对所用的焊接材料和所选的焊接工艺及其措施进行分析,查找原因。经反复试验,结果认为,影响珠光体耐热钢焊接接头冲击韧性的主要因素是焊接工艺不当。为此,我们对工艺参数进行了调整,重新进行试验,获得了满意的结果。     

奥氏体耐热钢焊接接头的无损检测工艺

针对SA213-TP304H奥氏体对耐热钢容易产生焊接热裂纹及其焊接接头耐蚀性的特点，分析了SA213-TP304H奥氏体耐热钢容易产生焊热裂纹、晶间腐蚀及应力腐蚀开裂的原因，制订了射线探伤（主要检查焊接接头内部缺陷） 渗透探伤（检查焊接接头及近焊接接头区裂纹）的无损检测工艺，并付诸于实施，取得了良好的效果，防止了裂纹等危害性缺陷的漏检，确保了热段再热器SA213-TP304H奥氏体耐热钢焊接接头的焊接质量。