Nb对镍基合金高温失塑裂纹敏感性的影响机理

通过应变—裂纹(STF)试验法测定临界开裂应变值和开裂温度,确定HS690焊丝中Nb含量对熔敷金属抗高温失塑裂纹(DDC)能力的影响规律,并采用透射电镜对焊丝熔敷金属中析出物的尺寸和形态进行了观察。结果表明,在焊接工艺条件相同的情况下,采用向HS690焊丝中添加Nb的冶金方法能够调整晶界处第二相(Nb,Ti)C的数量和形态,晶界条件得到改善,HS690熔敷金属抗DDC的能力得到明显的提高。

晶粒尺度对镍基高温合金的高温失塑裂纹敏感性的影响

镍基高温合金FM-52M是被广泛应用于核电关键部件焊接结构的熔敷金属。但在厚壁管道焊接中,FM-52M的窄间隙填充焊缝具有明显的高温失塑裂纹(DDC)倾向。由于该类热裂纹缺陷的存在,将导致关键部件的焊接结构在核电严苛环境中服役时出现极大的安全隐患。目前在压力容器安全端等厚壁管道焊接制造中,仍无法完全避免该缺陷。针对该问题,提出了采用脉冲TIG焊细化FM-52M的焊缝微观结构改善材料的高温力学性能。通过基于Gleeble技术的单向拉伸试验(STF试验)对FM-52M填充焊缝的DDC裂纹敏感性进行评估,结果证实细化的微观组织提高了DDC裂纹的临界应变,增加了该熔敷金属的抗DDC性能。

Nb和Ti对高温失塑裂纹敏感性影响机理研究

通过STF试验法测定临界开裂的最小应变值εmin,确定HS690焊丝中Nb和Ti对熔敷金属高温失塑裂纹DDC(ductility dip cracking)敏感性的影响规律。通过扫描电镜和透射电镜等技术手段,对熔敷金属中晶界形态和析出物的数量和形态进行了观察。结果表明,在焊接工艺相同的条件下,采用向HS690焊丝中添加Nb和Ti的冶金方法能够改善第二相(Nb,Ti)C数量和晶界形态,并明显改善熔敷金属的DDC敏感性。

Inconel 740H焊丝熔敷金属高温失塑裂纹敏感性研究

Inconel 740高温合金具有良好的高温力学性能以及优异的抗腐蚀能力,常用于核电设备的关键部位焊接,但在高温下易产生高温失塑裂纹(DDC)。本次通过应变-裂纹(STF)试验测定Inconel 740H焊丝所焊焊缝熔敷金属产生高温失塑裂纹的敏感温度区间,并通过观察金相组织、裂纹形貌及断口形貌研究高温失塑裂纹的机理。

焊接工艺对690镍基合金焊丝熔敷金属高温失塑裂纹敏感性影响研究

针对690镍基合金熔敷金属高温失塑裂纹敏感性问题,采用基于Gleeble-3500热力耦合试验机的STF试验,开展焊接工艺对国产化690镍基合金焊丝WHS690M熔敷金属高温失塑裂纹敏感性的影响研究,并与进口Inconel 52M焊丝试验结果进行对比分析。试验表明,熔敷金属高温失塑裂纹最小临界应变出现在1 050℃附近,焊接热输入对最小临界应变影响较小,相比于大面积堆焊熔敷层,对接焊缝熔敷金属临界应变降低,高温失塑裂纹敏感性提高。

国产WNi690焊条熔敷金属高温失塑裂纹敏感性研究

690镍基合金焊缝金属具有较高的高温失塑裂纹敏感性。采用Gleeble-3500热力耦合试验机的应变开裂试验,对不同焊接参数下国产WNi690焊条堆焊金属的高温失塑裂纹敏感性评估,与进口Inconel152焊条试验结果进行对比分析,并结合扫描电子显微镜及电子背散射衍射技术,对晶粒取向和晶界特征进行观察。试验表明,熔敷金属高温失塑裂纹最小临界应变出现在1050℃附近,进口Inconel152最小临界应变约为4%,WNi690焊条最小临界应变约为5%。

690镍基合金焊缝失塑裂纹产生的力学机制

为了从力学角度理解镍基合金焊丝ERNi Cr Fe-7和ERNi Cr-4焊缝失塑裂纹的产生机制,在Thermorestor-W型模拟试验机上进行高温拉伸试验,提出新的裂纹敏感性判据——临界应力.并与产生裂纹的临界应变相结合来评价不同温度下材料的裂纹敏感性.结果表明,裂纹扩展的方向与加载方向大约呈90°夹角;当变形温度低于950℃时,临界应力随变形温度的升高而快速下降;两种材料产生裂纹最敏感的温度区间是950~1 150℃;与ERNi Cr-4相比,ERNi Cr Fe-7产生裂纹的临界应力更小.分析认为,流变应力是产生裂纹的主要因素,当流变应力超过临界应力时,容易产生沿晶裂纹.

10MnNi2MoV低合金钢管接头裂纹性质分析

以某电厂在役的10MnNi2MoV低合金钢管焊接接头作为研究对象,对其表面裂纹位置、形貌、组织和断口进行了系统地研究分析。结果表明,10MnNi2MoV钢管焊接接头盖面焊缝附近ЭА-395/9堆焊层中易产生锯齿状裂纹,该裂纹通常沿柱状晶生长方向扩展,同时在堆焊层近表面区域的迁移晶界中易产生条状和颗粒状析出物、T型晶界等显微组织及特征,这些组织为10MnNi2MoV低合金钢管焊接接头的高温失塑裂纹的形成提供了内在条件。对于在电厂服役时间较长的低合金钢焊接接头而言,在接头堆焊层易产生高温失塑裂纹,且该裂纹一旦形成将会快速扩展,严重威胁着电厂机组的安全运行。

基于微观组织的镍基合金焊接热裂纹判据

概述了镍基合金焊接热裂纹(结晶裂纹、高温失塑裂纹)的评价方法、产生原因和防止措施,结合核用690合金焊接材料的特点,采用大厚度裂纹试验方法研究了Laves相、MC和M2(C,N)碳化物、MN氮化物对焊缝结晶裂纹、高温失塑裂纹的影响,提出了基于微观组织的镍基合金热裂纹判据,防止结晶裂纹判据为Laves相含量不大于0.9%(体积分数),防止高温失塑裂纹判据为MC+MN+M2(C,N)含量不小于0.18%,在此基础上,研制出新型690合金焊接材料—WHS693M焊丝。结果表明,焊丝抗裂性优良,熔敷金属力学性能满足三代核电主设备制造技术要求。

凸面异形结构ERNiCrFe-7A堆焊层裂纹控制

以M310核电机组CRDM上部Ω密封结构为研究对象,开展了凸面异形结构ERNiCrFe-7A堆焊层裂纹控制的研究,研究了收弧电压、收弧衰减时间对弧坑裂纹的影响,研究了焊接电流、电弧电压、焊接速度等焊接工艺参数对高温失塑裂纹(DDC)的影响。结果表明,弧坑裂纹和DDC是主要的裂纹形式;增强焊接保护效果、控制衰减时间及采取合理焊接顺序可以防止弧坑裂纹;采用合适焊接热输入,可以避免ERNiCrFe-7A在凸面异形结构堆焊过程中产生DDC。

镍基高温合金690的研究现状

690合金是一种面心立方结构的镍基高温合金,具有优异的高温力学性能和耐腐蚀性能,被广泛应用于核电、石油化工和航空航天等领域。文中对690合金的微观组织演化、热成形特性、高温失塑裂纹和耐应力腐蚀性能等方面的研究现状进行了总结分析。目前,部分合金元素对690合金组织性能的影响较为复杂,成形工艺参数对690合金高温变形行为和微观组织演化行为的影响规律尚未探明,690合金高温失塑裂纹和应力腐蚀裂纹缺陷的形成机理尚未掌握。建议后续690合金的研究重点应集中在确定合金元素的含量范围,复杂零部件热成形工艺全流程精确建模以及探究高温失塑裂纹和应力腐蚀开裂形成机制等方面。

铁基合金堆焊层裂纹原因分析及工艺改进

某核电项目现场在安装和调试工作结束后,发现某国外阀门厂制造的批量阀门的阀座、阀瓣等零件的铁基合金堆焊表面有裂纹和开裂的情况。在对典型裂纹零件进行系统性的分析和检测后,确定了堆焊层裂纹原因为:铁基合金堆焊及后续加工过程中易产生微观缺陷(如树枝状空腔)、加工毛刺、尖锐缺口等裂纹源。通过优化堆焊零件结构和堆焊工艺(增加预热或提高预热温度、焊后热处理等)后,能够有效降低焊缝中的残余应力,现场反馈改进效果良好,为后续核电项目硬质合金堆焊零件制造、加工和检验提供了借鉴。

核电设备用690镍基合金气体保护焊丝国产化研究

针对核电设备用690镍基合金焊接材料依赖进口的现状,开展690镍基合金焊接材料的国产化研制。研制的690镍基合金气体保护焊焊丝WHS690M满足CAP1000及CAP1400核电站的要求,焊接工艺性良好,在不同焊接规范参数下,焊缝金属室温及高温力学性能波动较小,350℃抗拉强度≥485 MPa。对WHS690M及进口Inconel 52M焊丝熔敷金属进行高温失塑裂纹敏感性评估,并结合光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)及电子背散射衍射技术(EBSD),对晶粒取向和晶界特征进行观察。试验表明,焊缝金属DDC最小临界应变出现在1 050℃附近,进口Inconel 52M最小临界应变约为2.1%,WHS690M最小临界应变约为3.2%。

蒸汽发生器手孔镍基合金堆焊层开裂分析

蒸汽发生器是核电厂主要的承压边界,某核电厂蒸汽发生器手孔152镍基合金堆焊层发生开裂,对核电安全、经济地运行造成一定影响。预制手孔模拟件复现缺陷并分析开裂处的微观特征,采用横向可调拘束试验分析152熔敷金属的开裂倾向,并利用有限元分析手孔堆焊层的塑性应变分布,复现出了与实际缺陷特征和位置一致的裂纹,发现152堆焊层开裂位置处存在长条状、颗粒状碳化物沿晶界析出,明确了蒸汽发生器手孔152堆焊层开裂机理为碳化物诱导型高温失塑裂纹(DDC),碳化物在晶界析出与焊接应变共同作用导致手孔堆焊层发生开裂。

Inconel 690镍基合金焊接研究进展

Inconel 690镍基合金是一种面心立方结构的高温合金,具有优异的耐高温及耐腐蚀性能,被广泛应用于核电、石油化工和航空航天等领域。文中主要从焊接方法、凝固裂纹敏感性和高温失塑裂纹敏感性三个方面对Inconel 690镍基合金的焊接研究现状进行了总结和分析。传统熔化焊方法焊接Inconel 690镍基合金时易引起晶粒粗大、元素偏析并增加裂纹敏感性,而能量密度高的激光焊有望解决此类问题,然而相关研究较少;对铌的最佳含量范围存在很大分歧,析出相诱导机制的机理尚未明确,从工艺角度改善凝固裂纹和高温失塑裂纹的研究仍需进一步研究。

镍基合金UNS N08810厚板埋弧焊工艺

0前言 镍基合金UNS N08810,也称800H,属于镍-铁-铬合金,是SMC公司研发的一种高温用镍基合金。由于其高温强度和抗氧化、抗渗碳和其它形式的高温腐蚀性能,已经被广泛使用。其应用包括炉子部件和设备,石化炉裂解管,以及电加热元件的外罩[1]。由于其特殊的优点,在多晶硅行业中的冷氢化反应器上也被广泛使用。随着冷氢化的产能越来越高,

焊接科学和技术的发展及前景

20056001 镍基焊接材料高温失塑裂纹的研究现状及研究趋势／吴伟…／／焊接．-2005,(5)．-5-8 高温失塑裂纹DDC(Ductility Dip Cracking)是一种出现在奥氏体不锈钢、镍基合金、铜基合金和钛合金等许多工程材料中的显微裂纹。简单介绍了高温失塑裂纹的扩展过程。

NiCrFe焊缝金属的晶界形貌和晶界MC碳化物对局部变形行为的影响

采用晶体塑性有限元方法研究了NiCrFe焊缝金属中晶界形貌和晶界MC碳化物对局部变形行为的影响。结果表明,试样中的弯曲晶界促进其周围基体中滑移系的开动,进而促进塑性变形均匀分布。由于晶界碳化物MC与基体的临界分剪切应力和硬化行为的差异显著,碳化物承担较高的应力而发生较小的塑性变形。碳化物与基体界面处不连续的应力分布加剧了二者变形的不协调性,使裂纹在MC与基体界面处萌生。焊缝金属中的弯曲晶界和晶界碳化物MC,对高温失塑裂纹的作用相反。为了降低高温失塑的影响,在工程实践中应该在尽量减少MC的情况下得到弯曲晶界。