超超临界火电机组异种钢焊接接头高温断裂机理综述

我国现役超超临界（Ultra-supercritical,USC）火电机组锅炉受热面管系中有大量由铁素体耐热钢与镍基合金/奥氏体耐热钢构成的异种钢焊接接头（Dissimilar metal welded joints,DMWJs）。生产实践表明,大量的DMWJs在服役7万～10万h后发生早期失效,使用寿命远低于设计寿命30年或20万h。DMWJs早期开裂事故的频发,不仅对机组的安全运行造成极大危害,而且给发电企业带来了巨大的经济损失和负面的社会影响,同时也反映了当前对异种钢焊接,尤其是DMWJs高温服役性能的认识仍存在不足。为深入解析DMWJs的早期失效原因,回顾并总结了国内外近20年对9-12% Cr钢/镍基合金、9-12% Cr钢/奥氏体耐热钢DMWJs在高温蠕变、高温疲劳等高温力学性能方面的研究结果;分别从环境温度、加载应力、DMWJs的热力学特性、焊接残余应力、微观组织演变等方面,总结了不同因素对DMWJs高温断裂模式和断裂特征的影响,详细阐述了DMWJs在高温蠕变和疲劳条件下的断裂机理,归纳了当前较流行的高温断裂损伤物理模型及其发展应用。最后,本文建议了两种较为有效的可改善接头高温力学性能的方法,并对未来的研究方向进行了建议和展望。     

焊后热处理对T92/HR3C异种钢接头组织和力学性能的影响

以Inconel 82焊丝为填充金属,采用手工钨极惰性气体保护焊对T92/HR3C异种钢进行焊接,经焊后热处理后,采用光学显微镜、透射电镜对接头各区的微观组织进行表征,并对接头的室温拉伸性能进行测试。结果表明,接头T92钢热影响区(HAZ)由板条马氏体和部分等轴亚晶粒组成,板条晶界上存在连续的M₂₃C₆碳化物,晶内碳化物溶解;HR3C钢HAZ组织表现出较高的热稳定性;焊缝金属由较粗大的奥氏体枝晶和M₂₃C₆碳化物组成,同时存在一定量的位错;接头室温拉伸断裂发生在HR3C钢侧熔合区附近的焊缝,呈现为韧性断裂。     

长期高温时效对12Cr1MoV/TP347H异种钢接头组织及碳迁移的影响

以镍基焊丝为填充金属,采用手工钨极惰性气体保护焊(TIG)对12Cr1MoV/TP347H异种钢进行焊接,经焊后热处理后,在650℃下对异种钢焊接接头进行长期高温时效,对比研究未时效、时效500和2500 h接头12Cr1MoV侧熔合区附近的析出相演变及碳迁移.结果表明:时效2500 h后,接头12Cr1MoV侧熔合区...     

恢复热处理对R26高温合金螺栓组织和力学性能的影响

对某发电站机组服役约6万小时后硬度超标的R26高温合金螺栓进行恢复热处理，通过化学成分检测、显微组织观察、力学性能测试及断口分析，研究了恢复热处理对R26高温合金螺栓组织和力学性能的影响。结果表明，R26合金的显微组织主要为奥氏体，并存在大量孪晶。硬度超标试样的晶界上存在断续分布的碳化物；经恢复热处理后，晶粒细化且均匀化，晶界上的碳化物溶解，晶内析出γ′相。恢复热处理可使R26合金螺栓的硬度恢复到标准范围内，同时提高塑性和韧性。