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。

Mn-Si-Cr系中碳钢在过冷奥氏体状态下变形时的显微组织演变

将Mn-Si-Cr系中碳钢在过冷奥氏体状态下进行低速率变形,变形促进先共析铁素体转变,但未见层状珠光体形成。铁素体在奥氏体晶界和晶内形核,以近似等轴状长大、交联,并分割奥氏体,形成富碳奥氏体区。随着变形量的增大,铁素体可在富碳奥氏体区内部继续形核长大并交联,导致富碳奥氏体区不断被分割且碳浓度升高,当碳浓度足够高时,一次析出球状碳化物可在富碳奥氏体区边界处形成,尺寸为0.5—1μm;变形过程中铁素体的动态回复和再结晶导致碳原子从Cottrell气团中逸出,在铁素体内部形成几十纳米的二次析出球状碳化物。