铁素体与奥氏体异种钢焊接接头表面开口裂纹的电磁检测

为了研究电磁检测技术检测铁素体与奥氏体异种钢焊接接头表面开口裂纹的能力,制作了Q235R与S30408异种钢横向刻槽对比试样和纵向刻槽对比试样,开展了涡流阵列检测和交流电磁场检测试验。结果表明:涡流阵列检测技术能够检测异种钢焊接接头的横向裂纹和远离铁素体与奥氏体熔合线处的纵向裂纹,但无法检出熔合线处的纵向裂纹;交流电磁场检测技术能够检测熔合线处的纵向裂纹,但无法检测出远离铁素体材料的纵向刻槽;涡流阵列检测技术与交流电磁场检测技术的组合,可以解决铁素体与奥氏体焊接接头的表面开口裂纹的检测问题。

TiAl合金与45Cr9Si3马氏体钢异种材料电阻焊接头界面结构研究

TiAl合金和45Cr9Si3马氏体钢在发动机气门阀结构中具有潜在应用价值,但二者物理、化学性能差异较大,焊接存在较大的挑战。研究发现,采用电阻焊能够实现TiAl合金和45Cr9Si3马氏体钢的良好焊接,焊接接头中不存在明显的裂纹、气孔等缺陷。在TiAl合金与45Cr9Si3马氏体钢的焊接界面存在厚度为5μm左右的扩散反应层,该扩散反应层主要是45Cr9Si3马氏体钢中的Fe元素向TiAl合金一侧扩散形成的。在焊缝处存在局部液化区,主要是焊接初期焊接界面的不均匀接触导致接触尖点位置瞬间通过大电流而发生液化所引起的。

铁素体/奥氏体异种钢焊接接头的微观组织及其力学性能

采用钨极氩弧焊(TIG)对铁素体钢501B和奥氏体钢316LN进行了焊接,对焊接接头的微观组织和力学性能进行了检测分析。结果表明:铁素体侧热影响区出现了粗大的组织,而奥氏体侧热影响区的晶粒只发生了轻微长大。熔合区形成了晶粒细小的等轴晶,焊核区的中心部分形成了垂直于焊接方向的柱状晶。合金元素在两侧熔合区均发生了一定程度的扩散。焊接接头硬度分布不均,波动较大,且存在硬度陡降的薄弱区。室温拉伸结果显示,试样断裂在316LN母材处,断口为韧性断裂。高温拉伸试样断裂在焊缝区,断裂形式为脆性断裂和韧性断裂相结合的混合断裂。

疲劳裂纹在奥氏体/铁素体异种钢焊接接头中的扩展行为

采用三点弯曲试样研究了疲劳裂纹在奥氏体 /铁素体异种钢焊接接头中的扩展行为与显微组织的关系 ,测得疲劳裂纹在 Cr2 5 Ni13/ 13Cr Mo44异种钢焊接接头中的扩展速率 da/ d N,并且讨论了疲劳裂纹扩展与显微组织之间的关系。实验结果表明 ,疲劳裂纹在异种钢焊接接头熔合区中扩展的路径 ,是接头中韧性最低的热影响区过热区 ,裂纹在铁素体材料侧 ,跟随熔合线并平行于熔合线 5～ 2 5 μm扩展 ,而马氏体层对疲劳裂纹有较大的抗力 ,疲劳裂纹的扩展路径主要受组织韧性的控制。疲劳裂纹在 Cr2 5 Ni13/ 13Cr Mo44异种钢接头的扩展速率为 :da/ d N=7.0 7× 10 - 1 3(△ K ) 3.86

冷成形奥氏体不锈钢封头硬度和铁素体含量超标及异种钢焊接裂纹案例分析

冷成形奥氏体不锈钢封头硬度、铁素体含量超标,异种钢焊接裂纹是压力容器监造过程中遇到的比较典型的制造质量问题。本文结合监造设备案例,对质量问题产生的原因进行分析,提出了处理措施,为后续监造过程中预防、处理同类质量问题提供借鉴。

铁素体-奥氏体异种钢接头的界面组织及力学性能

为提高电站锅炉过热器铁素体－奥氏体异种钢焊接接头的高温蠕变断裂强度和服役寿命，设计了专用的镍基填充材料及组合焊接接头。通过对不同焊缝接头的高温蠕变力学试验、焊缝界面组织变化分析、碳扩散和热应力的测试分析，认为在高温低应力的条件下，接头焊缝界面及热影响区碳元素扩散迁移和碳化物聚集是影响接头蠕变断裂强度的重要原因；用镍基焊缝作为过渡段的组合接头具有较小的界面热应力和较高的持久强度。

异种钢焊接接头熔合线附近块状铁素体的彩色金相鉴别方法

在对进口及国产受热面管T92-S30432异种钢焊接接头进行常规金相检验时发现,在T92钢侧熔合线附近有块状组织析出。采用先浅侵蚀再染色的复合彩色金相显微组织显示方法并结合显微硬度测度以及能谱分析等方法,对该块状组织进行定性分析以鉴别该块状组织。结果表明:采用该彩色金相显示方法得到显微组织的衬度和清晰度都较高,较好地弥补了黑白金相的不足,可以有效地鉴别出该异种钢焊接接头熔合线附近的块状组织为铁素体相。

超临界电站锅炉马氏体/奥氏体异种钢焊接接头失效模式分析

某350 MW超临界循环流化床机组T91+TP347HFG异种钢焊接接头发生开裂泄漏。本文采用宏观检查、化学成分分析、力学性能测试、硬度测定、金相组织形貌观察等方法对焊接接头试样进行研究,分析其开裂原因。试验结果表明:该异种钢焊接接头泄漏的原因是焊接质量不过关,且未按照要求进行焊后热处理工作。

铁素体-奥氏体异种钢接头高温失效原因的分析

通过用镍基合金、奥氏体和铁素体填充材料焊接的铁素体-奥氏体异种钢接头的蠕变断裂试验结果表明,材料之间的蠕变强度不匹配是异种钢接头高温运行中过早失效的主要原因。为了改善铁素体钢和奥氏体钢之间蠕变强度差别太大的问题,接入一段蠕变强度介于两者之间的过渡段,结果可使异种钢接头的蠕变断裂强度(寿命)达到铁素体同种钢接头的水平。

电站锅炉奥氏体异种钢焊接接头失效方式研究

电站锅炉作为能源产业的核心设备,承受着极端的工作条件,其奥氏体异种钢焊接接头的失效导致设备性能下降等安全隐患,甚至影响整个电站的正常运行。电站锅炉奥氏体异种钢焊接接头失效是影响焊接工程质量的关键,为了提升电站锅炉奥氏体异种钢焊接效果,进行焊接接头失效方式的分析尤为重要,是确保电站锅炉设备在高温、高压工作环境下的稳定运行的重要途径。本文对奥氏体异种钢焊接工艺进行了概述,并对电站锅炉奥氏体异种钢焊接接头失效方式进行了分析,在此基础上,提出了电站锅炉奥氏体异种钢焊接接头失效的控制策略,旨在为全面加强电站锅炉奥氏体异种钢焊接质量提供建设性意见。

铁素体/奥氏体异种钢接头蠕变断裂研究

为了改善铁素体钢与奥氏体钢之间蠕变强度差别太大的问题,在它们之间接入一段蠕变强度介于之间的过渡段,两条焊缝再选择两种不同蠕变强度的焊条分别焊接,结果可使铁素体/奥氏体异种钢接头的蠕变断裂强度达到铁素体同种钢接头的水平,试验结果进一步证明材料之间蠕变强度不匹配是异种钢接头高温运行过早失效的主要原因。

蒸汽发生器异种钢焊接接头疲劳裂纹扩展研究

钠冷快堆是我国发展第4代先进核能系统的主力堆型,蒸汽发生器是钠冷快堆重要部件.为了保证蒸汽发生器的安全性和可靠性,对异种钢焊接接头进行疲劳裂纹扩展行为研究.异种钢焊接接头共有6个不同微区,分别为F22母材、F22侧热影响区、隔离层、堆焊层、对接焊缝及316H母材.对异种钢焊接接头进行硬度测试、显微组织观察、疲劳裂纹扩展试验,利用光学显微镜和扫描电子显微镜(SEM)进行微观组织观察.F22母材组织主要为铁素体、珠光体和贝氏体,F22侧热影响区组织主要为铁素体和珠光体,隔离层、堆焊层、对接焊缝主要组织为奥氏体和δ铁素体,316H母材组织主要为奥氏体.F22母材的显微硬度最小,隔离层显微硬度最大,堆焊层、对接焊缝、316H母材的显微硬度逐渐下降,F22侧热影响区显微硬度变化较大.在低ΔK时,F22母材的疲劳裂纹扩展速率最快,隔离层、堆焊层、对接焊缝、316H母材的疲劳裂纹扩展速率逐渐变缓,随着ΔK的增加,隔离层的疲劳裂纹扩展速率变化最快,这是因为隔离层裂纹逐渐向F22母材侧偏转,使得其抵抗疲劳裂纹扩展能力逐渐降低.δ铁素体会影响隔离层、堆焊层、对接焊缝的抗疲劳裂纹扩展能力.F22母材和F22侧热影响区的疲劳裂纹断口撕裂最严重,隔离层、堆焊层、对接焊缝的断口平坦度逐渐增加,316H母材的疲劳裂纹断口形貌最平坦,与抗疲劳性能相对应.

高含硫气田压力容器异种钢焊接接头失效泄漏原因分析

对国内某高含硫气田酸性湿气增压项目压缩机进气洗涤罐进行“酸敏试验”,试验过程中上封头与长高颈法兰连接角焊缝处即异种钢焊接部位连续出现了两次介质泄漏事故。通过宏观形貌观察、化学成分分析、金相组织分析、硬度测试、断口宏观与微观形貌分析等方法,对现场试样进行系统分析,再结合焊接冶金学机理分析,确定了异种钢焊接接头失效泄漏的原因。在硫化物应力腐蚀开裂敏感环境中,在残余应力与外加应力的共同作用下,裂纹沿最薄弱的熔合线分布,从内侧启裂,并向外侧扩展,最终穿透管壁,导致泄漏发生。

奥氏体/铁素体异种钢焊接接头早期失效原因分析及防治措施

本文通过国外异种钢焊接接头早期失效情况统计,分析了奥氏体/铁素体耐热钢（A/F）焊接接头早期失效的原因,介绍了：（1）采用新型镍基焊接材料;（2）采用较大的坡口角度和增大焊缝宽度;（3）选择较高的回火温度等3种有效提高异种钢焊接接头使用寿命的方法。

奥氏体与铁素体异种钢接头焊接性及工艺试验研究

本文为了研究12Cr2MoWVTiB、12Cr1MoV 钢管与奥氏体异种钢的焊接性,对所进行的工艺试验进行了介绍。

焊接工艺对T92/S30432异种钢接头δ铁素体的影响

采用自动氩弧焊,选用不同焊接工艺对T92和S30432异种钢进行了焊接,研究了异种钢接头中δ铁素体的分布情况以及焊接工艺变化对δ铁素体含量的影响。结果表明:T92/S30432异种钢接头熔合区存在块状的δ铁素体,其性质是合金铁素体,沿熔合区方向呈带状分布,且在焊接接头上不均匀分布,焊接接头底部和表面区域δ铁素体含量高、尺寸大,其他区域极少;ERNiCrMo-3焊丝和小坡口角度下异种钢接头中δ铁素体含量较高,其他焊接工艺参数变化(层间温度、焊接层数、热处理温度)对δ铁素体含量影响较小。

铁素体/奥氏体异种钢接头的蠕变断裂行为

前言在电站锅炉的过热器和再热器及气冷反应堆和快中子反应堆中有很多铁素体/奥氏体异种钢接头,这些在蠕变工况下运行的异种钢接头过早失效是一个引人注目的技术问题。异种钢接头失效使电厂被迫停机,经济损失很大。虽然国外在这方面已进行过长期大量的研究,但对失效的根本原因至今没有统一的认识。长期以来,人们普遍认为热膨胀系数不匹配和热影响区产生脱碳带是失效的主要原因。但有很多失效现象用这些机理不能解释。本文通过用10种不同蠕变断裂强度焊接材料焊接的异种钢接头蠕变断裂试验结果表明。

铁素体不锈钢/16Mn钢厚板异种钢电子束焊接接头的组织与冲击韧性

采用电子束偏向16Mn钢侧的方法对40 mm厚铁素体不锈钢板与16Mn钢板进行电子束焊接,研究了焊接接头不同区域的显微组织和冲击韧性。结果表明:焊缝的显微组织主要为板条马氏体,随着距焊缝上表面距离的增大,焊缝的冲击韧性降低,断口呈现准解理和解理断裂特征。16Mn钢侧热影响区的的组织主要由针状铁素体和羽毛状上贝氏体组成,最大冲击吸收功为113 J,冲击韧性最好,断裂类型为韧性和脆性混合断裂;铁素体不锈钢侧热影响区组织均主要由铁素体、马氏体和颗粒状碳化物组成,冲击吸收功在6~10 J之间,冲击韧性最差,断裂类型为脆性断裂,这与粗化的铁素体晶粒和脆性碳化物有关。

40mm厚铁素体不锈钢与16Mn钢异种电子束焊接接头显微组织结构研究

为了探究异种钢焊接接头的强度和使用性能,课题组对焊接接头不同位置处的显微组织结构进行研究。首先,电子束焊接将06Cr13Al铁素体不锈钢(FSS)对接连接到16Mn低合金钢厚板上;通过工艺优化,在电子束偏移向16Mn钢1.5mm时获得成型良好的焊接接头;采用光学显微镜、X射线衍射仪和扫描电子显微镜研究异种焊接接头不同位置处的显微组织,并测试异种接头硬度。结果表明:焊缝主要由粗大的柱状晶和中心轴向晶粒组成,显微组织由板条马氏体组成;16Mn钢的热影响区(HAZ)显微组织为羽毛状的上贝氏体和针状铁素体,铁素体不锈钢热影响区主要以粗大的铁素体和马氏体组成;焊缝区的显微硬度明显高于母材,焊缝不同厚度处的显微硬度没有明显的差异。焊接接头成型良好,未观察到缺陷。

电站高温锅炉管奥氏体异种钢焊接接头失效方式研究

对国内应用较广的以 2 .2 5Cr 1Mo为代表的铁素体耐热钢与 30 4H、347H为代表的奥氏体不锈钢组成的异种钢接头长期使用后的老化特征及蠕变强度极限和持久强度极限进行了试验研究 ,从组织老化、性能变化、接头的结构特征、碳迁移及材料的热膨胀系数等方面综合分析了该类接头老化和失效的原因。