P91耐热钢焊接接头服役组织与性能研究

P91耐热钢在超超临界电站锅炉的应用越来越广泛。采用金相显微镜、扫描电镜、显微硬度计、高温拉伸试验机等设备对不同服役年限的P91耐热钢焊接接头的微观组织及性能进行测试与分析。试验结果显示,随服役年限增加,接头各区晶粒尺寸逐渐长大,析出相逐渐粗化并向晶界聚集,析出相数量先增大再减小;焊缝区显微硬度逐渐下降,焊接接头高温抗拉强度逐渐减小,均断裂于母材,焊接接头性能满足要求。     

P91钢电弧焊焊接接头的组织与性能

P91钢是按照美国ASME标准SA-335生产的一种中合金耐热钢,常用于制造锅炉压力容器,在常温下,其组织特征为马氏体,具有高温强度高、抗氧化性能和抗蠕变性能好等特点.     

热处理温度对P91与20g焊接接头耐蚀性的影响

采用埋弧自动焊工艺对P91和20g异种金属进行焊接,经过400、500和600℃保温6h热处理后进行腐蚀实验,分别对腐蚀前后的试样进行失重法测量、金相组织观察.结果表明:热处理温度对其焊接接头耐腐蚀性能有明显影响,在400℃热处理条件下,具有最好的耐腐蚀能力;600℃热处理时腐蚀最为严重,其中腐蚀最严重的区域是熔合区.     

不同组配P91钢焊接接头断裂性能分析

作为马氏体耐热钢，P91钢具有很强的抗氧化和抗高温蒸汽腐蚀性能，在大功率火力发电设备中得到广泛应用，而其接头的断裂性能对该材料的推广及应用至关重要。采用数值分析及实验的方法，讨论裂纹位于焊接接头的不同位置时，组配发生变化的焊接接头的断裂驱动力和断裂抵抗力。结果表明，材料组配的不同会对焊接接头的断裂驱动力产生一定的影响。从断裂阻力的角度来看，低组配焊接接头的断裂抵抗力要高于高组配。实际工程结构应采用低组配接头形式，以提高焊接接头的抗断性能。     

镁合金AZ91D焊接接头组织与性能

在镁合金(AZ91D)TIG焊接头中,同质焊缝的相组成主要为α-Mg和β-Al12Mg17;β-Al12Mg17非连续地分布于α-Mg的晶界;β-Al12Mg17的体积分数为7.3%.焊接热影响区(特别是近缝区)最突出的显微组织特点是晶粒粗化和连续分布于晶界的β-Al12Mg17金属间化合物.由于晶粒细化焊缝区硬度值高于母材,而热影响区的硬度值则明显低于母材.与母材相比(σb=156 MPa,δ=4.8%),同质焊缝金属有更高的力学性能(σb=192 MPa,δ=4.9%).焊接接头的力学性能明显低于母材,接头强度为母材强度的69%;接头塑性为母材的72%;断裂主要发生在热影响区的近缝区.降低焊接热输入有利于改善焊接接头的力学性能.     

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。     

P91钢焊接接头冲击韧性研究

通过合理地设计P91钢的焊接工艺,对给定焊接条件下其焊接接头的显微组织特征和冲击韧性进行了研究.结果表明,采用所制定的焊接工艺,可以使焊接接头的显微组织均变为回火板条马氏体,且使焊缝晶粒明显细化并接近于母材晶粒;可获得良好冲击韧性,焊接接头热影响区的冲击值与母材相当,焊缝的平均冲击值为116.3 J,且所测量的实验值均高于现有标准.     

钢铜异种金属焊接接头组织与性能

采用镍基焊材钨极氩弧焊制备T2/Q345钢铜异种金属焊接接头,采用X射线衍射仪、金相显微镜、扫描电镜、显微硬度计、万能材料试验机进行接头组织和性能分析。焊接接头中焊缝金属与两侧母材具有良好的物理、化学相容性。焊缝金属为具有柱状树枝晶和等轴晶的面心立方γ相。由于氩弧焊热源集中及铜合金的导热能力较高,热影响区两侧粗晶区范围较小。成分分析结果显示,在靠近熔合线的铜合金母材区域发生了Ni、Cr元素扩散现象。拉伸试验结果表明,焊接接头断裂在铜合金母材位置,该处显微硬度最低,接头表现出良好的力学性能。     

电子束工艺对7075/TA1异种金属焊接接头组织性能的影响

采用传统电子束焊接和电子束扫描焊接方法对7075铝合金和TA1钛合金进行了对接焊接,对比分析了两种电子束技术对异种金属焊接接头显微组织、硬度和拉伸性能的影响。试验结果表明,相较于传统电子束焊接,电子束扫描焊接会增加7075铝合金侧焊缝宽度,减小TA1钛合金侧焊缝宽度,且电子束扫描焊接的异种金属焊缝区过渡更加平滑。电子束扫描焊接铝合金侧热影响区明显更窄,且焊缝区等轴晶晶粒尺寸更加细小。传统电子束焊接界面区上部有明显钛合金溶于铝合金焊缝的特征,界面结合处呈不规则形状,局部区域可见长条状、岛状和棒状组织,而电子束扫描焊接界面区上部界面结合处呈规则弧形,未发现有钛合金溶入铝合金焊缝的特征。电子束扫描焊接接头的焊缝区和界面区硬度低于传统电子束焊接接头的,抗拉强度和断后伸长率都高于传统电子束焊接的。     

5A02/0Cr18Ni9异种金属电子束焊接接头组织与性能

对5A02防锈铝与不锈钢0Cr18Ni9进行了电子束焊接,分析了接头成形、显微组织、力学性能与断口特征.结果表明,铝、钢的对中焊接头中生成了大量的脆性Fe-Al金属间化合物,未能实现有效连接.偏束焊接头成形总体较好,两母材实质为熔—钎连接,铝—钢界面上生成了一层厚度为1.5μm的化合物层,X射线衍射分析结果显示化合物层由FeAl,FeAl3与FeAl6等相混合组成.熔—钎焊接头最高抗拉强度达136MPa,为铝母材强度的62.7%,断口呈现出脆性断裂与韧性断裂的混合特征,接头的断裂发生在化合物层及其附近的铝焊缝区域.     

填充金属对Q235/2205异种金属TIG焊接接头的组织及性能的影响

分别选用直径为2 mm的ER309、Ni317焊丝对Q235/2205异种金属进行TIG双面焊,在焊接电流为105 A时,接头焊缝组织均为枝晶状,ER309焊丝得到的接头具有更好的塑性及抗拉强度,Ni317焊丝得到的接头具有更好的硬度值。     

T91钢管TLP与TIG+MIG焊接接头组织与性能

分别采用瞬时液相扩散焊(TLP)和TIG+MIG对T91钢管进行焊接,通过对比试验,分析了TLP和TIG+MIG焊接接头在力学性能和显微组织上的差异.结果表明:采用TLP焊接T91钢管时,接头抗拉强度和抗弯强度均强于TIG+MIG焊接;接头组织更加均匀细小,与母材接近.得出更低的焊接温度、更短的高温停留时间、合金元素均匀扩散和等温凝同使得TLP焊接接头性能优于TIG+MIG焊接接头.     

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。     

Ti3Al/TC4异种金属接头电子束焊接金相组织

~~Ti_3Al/TC4异种金属接头电子束焊接金相组织$哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室!150001@张洪涛 $哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室!150001@冯吉才 $哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室!150001@于捷~~     

不同组配P91钢焊接接头断裂性能的试验研究

采用JR阻力曲线试验方法，研究了强度组配对P91钢焊接接头不同区域断裂性能的影响规律，并分析了不同组配P91钢焊接接头的硬度分布。结果表明，焊接热循环对其热影响区的性能没有明显的影响；低组配焊接接头焊缝区的断裂阻力要高于高组配焊接接头焊缝区的断裂阻力，即强度低组配有利于提高P91钢焊缝的抗断性能；对于熔合线区域，试验结果体现出类似的规律，即随组配比的降低，熔合线区域的抗断性能升高；而无论何种强度组配的P91钢焊接接头。其焊缝金属的抗断性能均优于熔合线区域。     

T91钢管TIG焊接接头力学性能与显微组织分析

T91钢管多采用TIG焊,焊接接头高温力学性能对T91钢的应用起至关重要的作用。采用不同的高温试验工艺对T91钢管的TIG焊接头进行处理,分析TIG焊接头在力学性能和显微组织上的差异。试验结果表明:高温试验前后,T91钢管TIG焊接接头的力学性能变化不大,马氏体组织增大,晶间析出了碳化物。碳化物在T91钢管TIG焊接接头保持高温力学性能稳定性中起决定性作用。     

45钢焊接接头组织与性能分析

通过金相观察和硬度测试实验,研究了45钢在不同焊接电流下焊接接头的组织、性能变化规律,并分析了t8/5对焊接接头组织和性能的影响。结果表明:焊接接头中焊缝处金属的硬度最大;随着t8/5的减小,45钢在淬火区产生更多的脆硬马氏体,导致焊接接头硬度增大;增大t8/5,可以减少或避免淬火组织的产生,改善钢的焊接性能。     

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。     

AZ91D镁合金TIG焊接接头组织及性能研究

使用与母材AZ91D镁合金同质焊丝进行TIG焊接.采用金相显微镜、X射线衍射仪、拉伸试验机、布氏硬度计等分析测试手段对接头的组织特征、相组成和力学性能进行分析.结果表明:焊接电流为140 A,氩气流量12 L/min时,焊接接头的抗拉强度为母材的80%左右,断裂发生在热影响区.焊缝区组织是比母材晶粒细小、更均匀的等轴晶.X射线衍射表明该区由α-Mg固溶体和Mg17Al12相组成.