T91/HR3C异种耐热钢焊接接头蠕变失效有限元模拟

采用有限元方法建立马氏体T91/新型奥氏体HR3C异种耐热钢焊接接头蠕变数值模型,模拟600℃/42.26 MPa内压作用下的蠕变最大主应力、von Mises等效应力和应力三轴度分布.结果表明,最大主应力峰值位于接头内表面的焊缝/T91和HR3 C/焊缝界面以及距外表面2.96 mm处的焊缝/T91界面附近区域.内表面焊缝/T91界面区域von Mises等效应力数值最大,依次为距内表面1.29 mm处焊缝/T91界面区域、外表面和距外表面2.96 mm处焊缝/T91界面区域.内表面焊缝/T91界面处的应力三轴度数值较高,孔洞易于扩张、形成界面蠕变裂纹.而距内表面1.29 mm处和距外表面2.96 mm处的细晶HAZ内应力三轴度数值较高,两部位的孔洞容易连接形成Ⅳ型蠕变裂纹.采用应力三轴度分析T91/HR3C钢接头焊缝/T91界面失效和T91细晶HAZ蠕变孔洞扩张及裂纹扩展特性更为准确,与加速试验结果比较一致.     

S31042钢使用82型焊材焊接接头的显微组织和力学性能

通过力学性能试验、光学金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜研究了S31042钢使用82型焊材焊接接头高温时效后的显微组织和力学性能. 结果表明,650 ℃时效3 000 h后,接头的室温抗拉强度和硬度略有升高,但上升幅度低于同材质焊材接头;82型焊材焊接接头的高温持久强度低于同材质焊材接头,只能达到同材质焊接接头的88%. 高温时效会使82型焊材焊缝的缺口冲击吸收功下降,但始终保持在70 J以上;82型焊材焊缝强度不足是导致该接头室温强度、持久强度低于同材质焊材焊接接头的主要原因;82型焊材焊缝强度主要源于合金元素的固溶强化,晶界处球状M23C6相的连续网状及亚晶界处针状δ相的簇状分布,对强度提高作用较小,但会降低焊缝的冲击韧性.     

超超临界锅炉用新型奥氏体耐热钢HR3C的高温时效脆化研究

通过冲击性能试验、光镜、透射电镜和扫描电镜等方法对超超临界机组用新型奥氏体耐热钢HR3C经650℃时效不同时间后的冲击韧度和显微组织变化进行了研究。结果表明,HR3C钢在650℃时效过程中具有较明显的时效脆化倾向,时效500 h后冲击韧度由时效前的351.7 J/cm2降低到40 J/cm2以下,而后随着时效时间的延长(直至6000 h),冲击韧度基本稳定在20～25 J/cm2;HR3C钢长时时效后的断裂形式主要是以沿晶断裂为主的脆性断裂;时效初期HR3C钢冲击韧度降低的主要原因是由于沿晶析出较多网状M23C6和少量σ沉淀相造成的;时效后期,M23C6出现聚集、球化、长大,但由于σ相的析出量增加,使该钢时效6000 h后的冲击韧度仍保持在较低的水平。     

HR3C钢焊接接头高温时效后的显微组织和力学性能

通过光学金相显微镜、透射电子显微镜观察和力学性能试验,研究了HR3C钢焊接接头高温时效后的显微组织和力学性能。结果表明,经650℃时效,HR3C钢焊接接头的强度和硬度升高,焊缝硬度上升幅度大于母材;焊缝的时效脆化倾向明显,时效7000 h后缺口冲击吸收能量都保持在15 J以下。焊缝区晶界处M23C6相的连续网状分布及σ相、G相的存在导致了其较低的缺口冲击吸收能量和时效脆性,而晶内均匀细小Z相的沉淀强化作用则提高了接头的强度和硬度。     

汽轮机低压叶片用20Cr13马氏体钢异种钢接头的组织性能分析

对Ni基焊材的20Cr13马氏体耐热钢焊态异种钢接头的组织与力学性能进行了试验研究,分析了此类焊接接头的薄弱部位,提出了工艺改进措施。试验结果表明,焊态异种钢接头的抗拉强度可以达到母材的90%以上,热影响区粗晶区是此类接头的薄弱部位;采用多层多道的小规范焊接工艺并补加焊接回火焊道,可以使20Cr13钢热影响区粗晶区的性能得到改善。     

直接激光标刻和二维条码技术在刀具标识中的应用研究

针对目前刀具标识与信息追踪方面存在的不足，采用直接激光标刻和二维条码技术实现了刀具的直接标识。在大量试验研究的基础上，重点探讨了刀具直接激光标刻对刀具识别可靠性、刀具识别时间以及刀具力学性能的影响。该研究为刀具和在制品的标识以及信息追踪提供了新的方法和技术，有利于提高刀具库存管理的效率，缩短刀具准备时间，实现刀具生产过程信息采集和信息追踪。     

05Cr17Ni4Cu4Nb钢焊接接头的疲劳性能

采用四点弯曲疲劳试验方法,研究了05Cr17Ni4Cu4Nb汽轮机低压末级动叶片用钢焊接接头的疲劳性能,绘制了该钢焊接接头的S—N曲线,并与05Cr17Ni4Cu4Nb钢母材进行了对比。研究结果表明,采用优化的焊接、热处理工艺,05Cr17Ni4CuNb钢焊接接头的条件疲劳极限可以达到母材的90％以上。疲劳试样断口的扫描电子显微镜观察发现．焊缝表面或近表面的显微缺陷及接头的组织不均匀性是影响05Cr17Ni4Cu4Nb钢焊接接头接头疲劳性能的主要因素。     

焊后热处理对05Cr17Ni4Cu4Nb钢焊接接头组织与性能的影响

通过力学性能测试、光学显微镜、扫描电子显微镜对汽轮机末级叶片用05Cr17Ni4Cu4Nb沉淀硬化不锈钢焊接接头不同焊后热处理工艺条件下的组织与性能进行了研究.结果表明,经540 ℃时效处理,05Cr17Ni4Cu4Nb钢焊接接头的强度与母材相当,焊缝区的缺口冲击韧性差;时效温度提高到600 ℃后,接头的强度略有下降,焊缝区冲击韧性上升;直接时效态焊接接头的硬度谷值位于距离熔合线6～7 mm处的热影响区;经过重新固溶、时效处理,焊接接头的强度和缺口冲击韧性都比较高.焊缝冲击韧性的提高主要与焊缝组织变化及断裂机制的转变有关.     

TP304H+12Cr1MoV异种钢焊接接头的界面蠕变损伤行为

通过高温持久性能试验和扫描电子显微镜分析,研究了焊态和热处理态TP304H+12Cr1MoV异种钢焊接接头的界面蠕变损伤及破坏特征。研究结果表明,焊后不进行热处理条件下,接头的高温持久性能优异;随着持久试验应力的降低,试样的断裂塑性下降,断裂部位由12Cr1MoV侧母材逐渐转移至热影响区、熔合线;接头经高温长期试验,12Cr1MoV侧熔合线附近会析出链状Ⅰ型碳化物,接头的低塑性开裂在该Ⅰ型碳化物处形核,进而通过蠕变孔洞的长大和连接的方式导致异种钢接头的早期脆性失效。     

超超临界机组奥氏体/马氏体异种钢接头蠕变数值模拟

采用有限元方法对超超临界火电机组中新型奥氏体耐热钢HR3C/马氏体耐热钢T91异种钢接头在600℃/42.26 MPa内压作用下的最大蠕变主应力、von Mises等效应力和应力三轴度进行了数值模拟.结果表明,对于HR3C/T91异种钢接头,最大主应力峰值位于焊缝/T91界面附近区域,蠕变孔洞易于在焊缝/T91界面区域...