NiCrMoV耐热钢贝氏体焊缝韧性薄弱区的确定

研究汽轮机低压焊接转子用30Cr2Ni4MoV耐热钢贝氏体焊缝多层多道焊韧性薄弱环节及其影响因素。采用冲击韧度试验评价焊缝的整体性能,并设计裂纹沿埋弧焊焊缝的准静态韧性试验,观察裂纹的扩展方式,利用能谱分析焊缝微区成分。冲击韧度试验表明,焊缝室温冲击吸收功为118 J,焊缝整体韧性良好。焊缝准静态韧性试验研究发现,裂纹在焊缝层间不完全相变区发生失稳扩展,为焊缝韧性相对薄弱的环节。通过光学显微镜观察高温苦味酸水溶液腐蚀的试样发现,焊缝层间不完全相变区存在大量的黑色线条,裂纹的失稳扩展沿黑色线条进行。借助扫描电镜和能谱分析发现,黑色线条处的碳的质量分数明显高于基体部分,推测这些局部富碳区含有较多的对韧性不利的组织,是造成层间韧性薄弱的主要原因之一。     

NiCrMoV耐热钢汽轮机转子焊缝韧性薄弱区的成因

采用热模拟的方法研究了30Cr2Ni4MoV汽轮机转子用钢多层多道焊焊缝韧性薄弱区的成因.采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜研究了层间局部富碳区域组织对韧性的影响规律.结果表明,焊缝层间局部富碳区域的M-A组元是造成层间韧性薄弱的主要原因之一.M-A组元对韧性的影响与M-A组元的分布、形态、尺寸等因素有关.热模拟二次峰值温度为680℃时,层间回火区M-A组元发生了部分分解;二次峰值温度为820℃时,层间不完全相变区原奥氏体晶界处M-A组元体积增大,晶内M-A组元呈平行的大颗粒链状分布,二次峰值温度为1 050℃时,原奥氏体晶界部分消失,晶内M-A组元部分呈弥散分布.     

异种钢焊接接头蠕变过程的有限元模拟

异种钢焊接接头常应用于高温下工作的大型构件,其蠕变特性和持久性能对结构的安全性具有重要意义。常规的蠕变试验和高温持久试验仅适用于均匀材料,对非均匀的异种钢接头存在局限性。为了解决该问题,针对某种构件上采用的含有过渡层的马氏体钢与珠光体钢异种金属接头进行了有限元建模。分别利用K-R蠕变损伤模型和改进的θ Projection模型进行模拟计算,并且对比了非均匀结构与均匀的焊缝、过渡层和母材的蠕变特性。对比发现,非均匀结构中抗蠕变性能较弱的过渡层部分的蠕变速率要大于均匀的过渡层材料的蠕变速率,这说明材料的不均匀性会带来附加的蠕变损伤。因此,仅通过均匀材料的蠕变试验来预测非均匀结构的寿命是不可靠的,应采用蠕变试验与有限元计算相结合的方法进行非均匀结构的寿命预测。     

B元素对FB2马氏体耐热钢热影响区组织和高温断裂韧度的影响

测试FB2马氏体耐热钢焊接热影响区(Heat affected zone, HAZ)在450 ℃下的准静态断裂韧度,结果表明HAZ的韧性与同条件下改良型9Cr-1Mo耐热钢母材的韧性持平。对HAZ进一步的金相、扫描电镜(Scanning electron microscopy, SEM)及透射电镜(Transmission electron microscopy, TEM)观察表明,FB2钢的HAZ中没有粗晶区,即在经历焊接热作用后晶粒并没有粗化;析出物均匀分布在晶内和晶界,并且晶界处的析出物尺寸要稍小于晶内析出物,这对于强化晶界提高韧性都是有利的。B元素在FB2的HAZ特殊的组织形成中发挥着重要作用,主要体现在通过占据析出物周围的空位来阻碍析出物长大,提高析出物的稳定性,进而影响焊接热过程中奥氏体的长大过程。     

NiCrMoV转子钢贝氏体焊缝韧性影响因素研究

研究了25Cr2Ni2MoV转子钢贝氏体焊缝韧性的影响因素,对贝氏体焊缝进行不同温度下的冲击韧性试验,采用热模拟方法重点研究焊缝层间区域,结果表明,焊缝整体冲击韧性良好,层间局部区域呈现撕裂棱较多的准解理形貌,焊缝层间区域为韧性薄弱环节,裂纹沿焊缝局部富碳区域中的M-A组元扩展,M-A组元的存在是影响韧性的主要因素之一。相关结果对如何选择焊材、优化焊接及热处理工艺具有指导意义。     

汽轮机焊接转子接头残余应力研究五:低压转子锻件焊接修复及热处理后残余应力

残余应力是影响转子焊接修复安全可靠性的因素之一,通过残余应力的测量,可评价焊接修复工艺,并对优化修复工艺提供参考,因而具有重要的工程应用价值。测试了采用埋弧焊方法进行堆焊和焊后热处理修复的低压转子原汽轮机端靠背轮外圆堆焊区残余应力。结果表明,现有热处理工艺对降低焊接残余应力是可行有效的,且测量数据反映出焊接过程比较稳定。相关结果对评估堆焊修复可靠性提供重要参考。