X60、X70管线钢及其焊接接头氢脆敏感性的对比研究

目的开展电解渗氢管线钢及其焊接接头显微组织和力学性能研究,为掺氢天然气管线服役安全可靠性评估提供支持。方法X60、X70管线钢及其焊接接头试样在100mA/cm^(2)下进行24h电解渗氢后,开展有、无渗氢情况下相关试样的显微组织结构、氢热脱附、拉伸力学性能与断口形貌测试分析,揭示渗氢对X60、X702种管线钢及其焊接接头氢脆敏感性的影响规律。结果X60及X70管线钢以细小多边形铁素体为主,其焊缝和热影响区以粗大的粒状或板条贝氏体为主。相对于X70管线钢,其焊接接头具有更高的氢渗透性和稳定性。渗氢导致X60、X70管线钢及其焊接接头试样的强度与塑性降低,渗氢X70焊接接头力学性能衰减最为明显,拉伸断口呈准解理断裂特征。结论X70管线钢的氢脆敏感性高于X60管线钢,管线钢焊接接头的氢脆敏感性高于母材。

淬火温度对12Cr12Mo钢的组织、力学性能及低周疲劳性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、布氏硬度计和电子万能试验机等研究了汽轮机叶片用12Cr12Mo钢经不同温度淬火及680℃回火处理后的显微组织及力学性能;并研究了其经不同工艺处理后的低周疲劳性能,建立了寿命预测模型。结果表明:随着淬火温度(940~1000℃)的升高,12Cr12Mo钢的奥氏体晶粒持续长大,马氏体板条宽度逐渐增大,更多的碳化物颗粒固溶于基体中,力学性能呈现先上升后下降的趋势;980℃淬火及680℃回火后12Cr12Mo钢的显微组织最好,进而其力学性能最佳、循环断裂次数最大、棘轮应变最小和低周疲劳性能最好;1000℃淬火及680℃回火后12Cr12Mo钢中含较多的δ-铁素体,导致其力学性能较差;当应力比R=0.1时,12Cr12Mo钢的低周疲劳寿命预测模型为:S_(eq)N_(f)^(0.0134)=495.5072。

渗氢X70管线钢焊接接头的力学性能及缺口敏感性

为探究管道内壁表面缺陷对长期输送掺氢天然气(HCNG)管线钢焊接接头的可靠性的影响,在X70管线钢焊接接头的母材、焊缝及热影响区处开缺口,并对缺口部位进行电解渗氢,开展有、无渗氢X70管线钢焊接接头缺口试样拉伸力学性能、显微组织及其缺口敏感性的测试分析。结果表明:渗氢导致X70管线钢焊接接头试样的拉伸力学性能,尤其是塑性(断后延伸率A)的降低。由于缺口与氢损伤的叠加效应,缺口处组织未发生明显变形,拉伸断口呈准解理断裂特征。有、无渗氢X70管线钢焊接接头均具有一定的缺口敏感性,渗氢致使焊接接头的缺口敏感性增大,渗氢焊缝的缺口敏感性较大,在管道检修时应予以关注。

时效粗、细晶Super304H钢的第二相析出行为及力学性能

采用预变形后固溶处理的方法制备了粗晶Super304H钢试样,对比研究了粗、细晶Super304H钢试样在700℃时效过程中的第二相析出行为及力学性能。结果表明:时效过程中,细小MX相与富Cu相颗粒主要分布于奥氏体晶内,奥氏体晶粒尺寸对其析出行为影响不大。粗晶Super304H钢中的M23C6相颗粒择优沿奥氏体晶界析出,长大速率大,时效1200 h后,呈连续网络状分布。随着时效时间的延长,粗、细晶Super304H钢试样的室温及高温拉伸强度先上升后下降,最终趋于稳定,断后伸长率单调下降。时效态粗晶Super304H钢试样的室温、高温拉伸力学性能,尤其是塑性,均明显小于时效态细晶Super304H钢试样。

服役后P92钢管不同硬度区的显微结构及拉伸性能

某超(超)临界机组服役7万小时的P92主蒸汽管外表面硬度偏低部位径向截面不同区域处的硬度存在明显差异。采用显微分析、物相分析及室温、高温拉伸性能测试,确定不同硬度区域试样的显微结构与力学性能的特征。结果表明,低硬度试样中的马氏体板条宽化、分解更明显,逐渐向回火索氏体组织转变;在原奥氏体晶界及马氏体板条界析出的M_(23)C_(6)、Laves相颗粒愈加粗化,呈半连续的链状分布;同时在马氏体板条和(或)铁素体内弥散分布的析出相尺寸也较大。低硬度试样的室温、高温拉伸强度低,其室温和高温屈服强度已达不到标准的要求,可作为服役P92主蒸汽管老化状态评估时重点考核的力学性能指标。