T92/Super304H异种钢焊接接头的组织结构和力学性能

采用钨极氩弧焊(GTAW)技术,采用ERNiCr-3和ERNiCrMo-3两种镍基焊丝实施T92/Super304H异种钢焊接,并对接头的显微组织结构及力学性能进行测试分析。结果表明:T92侧热影响区(HAZ)中粗晶区析出大量的第二相颗粒,细晶区则为细小的索氏体组织;Super304H侧HAZ奥氏体晶粒长大,晶界析出明显;ERNiCr-3焊接的焊缝组织呈胞状结构,晶粒粗大;ERNiCrMo-3焊接的焊缝组织呈柱状晶组织特征。ERNiCrMo-3焊接的接头强度、塑性及硬度较大,拉伸断裂位于Super304H母材;而ERNiCr-3焊接的接头强度、硬度较低,但冲击韧性较高,拉伸断裂位于焊缝。

T92/Super304H异种钢焊接接头的性能研究

根据新型耐热钢T92和Super304H钢的焊接特点制定了适宜的焊接工艺,研究了焊制的T92/Su-per304H异种钢焊接接头的力学性能。结果表明,T92/Super304H异种钢接头的各项力学性均能满足使用要求。焊缝金属的韧性远低于T92钢侧热影响区,焊缝金属的结晶形态对焊缝韧性有很大的影响。焊接接头中焊缝金属的硬度值最高,而T92钢侧热影响区硬度最低,并且不同热影响区部位显微硬度变化较大,Super304H钢侧热影响区硬度变化不大。

T92/Super304H异种钢焊接接头组织分析

利用金相显微镜、扫描电镜、电子探针和X-射线衍射等方法研究了T92/Super304H异种钢焊接接头的微观组织。结果表明,焊缝金属的基体组织为奥氏体胞状树枝晶,组织中有析出相分布,其主要为M23C6和NbC;Super304H钢侧热影响区的组织亦为奥氏体+析出相,但析出相的种类为NbC、富Cu相和M23C6;而T92钢侧热影响区组织则为回火马氏体+析出相,析出相主要为M23C6,在熔合区两侧没出现明显的增碳脱碳层。

Super304H/T92奥氏体耐热钢摩擦焊焊接接头持久强度及断裂行为

本工作利用等温线法对Super304H/T92摩擦焊焊接接头在625 ℃的持久强度试验结果进行外推,发现焊接接头在625 ℃、10^5 h时的持久强度高于超超临界机组的蒸汽压力参数,说明焊接接头在超超临界环境中服役安全、可靠。持久强度试样为正常断裂,断裂位置在T92侧热影响区。在高应力载荷条件下,蠕变断口为韧窝断裂,以塑性穿晶断裂为主;在低应力载荷条件下,蠕变断口为解理断裂,以蠕变沿晶断裂为主。随着应力载荷的降低和断裂时间的延长,韧窝的数量明显减少,解理面逐渐增加,塑性断裂逐步转变为解理断裂。本研究为Super304H/T92摩擦焊技术的进一步工程应用提供了理论依据和实验支持。

摩擦转速对Super304H/T92摩擦焊焊接接头性能的影响

利用连续驱动摩擦焊技术焊接Super304H/T92异种钢钢管,焊接接头具有良好的显微组织和力学性能。考察了摩擦转速对焊接接头的显微组织和力学性能的影响,随着摩擦转速增加,焊接接头晶粒尺寸没有明显变化,热影响区碳化物析出相的数量略微增加,显微硬度增大,冲击韧性逐渐降低;摩擦转速对拉伸断裂位置和拉伸强度没有影响。

摩擦压力对Super304H/T92摩擦焊焊接接头性能的影响

利用连续驱动摩擦焊技术焊接Super304H和T92钢管,焊接接头具有良好的显微组织和力学性能。考察摩擦压力对焊接接头显微组织和力学性能的影响,研究表明:随着摩擦压力增加,焊合区和热影响区晶粒尺寸没有明显变化,热影响区碳化物析出相的数量略微增加,显微硬度逐渐增大,冲击韧性逐渐降低,拉伸断裂位置和拉伸强度没有变化。

T92/Super304H异种钢焊接接头微观组织和硬度研究

利用光学显微镜、扫描电镜、数字式显微硬度计和X-射线能谱分析仪等方法研究了T92/Super304H异种钢焊接接头的微观组织和硬度,分析了焊接接头的力学性能。结果表明:焊接接头的Super304H热影响区具有粗大的等轴奥氏体晶粒,T92焊缝熔合区的奥氏体晶粒和板条马氏体尺寸细小;在焊接过程中,由于受到焊接热循环作用,焊接接头中T92热影响区的硬度值最高;在高应力载荷条件下,高温拉伸试样断裂位置发生在T92热影响区,断口为韧窝断裂,以塑性穿晶断裂为主。

T92/Super304H异种钢焊接接头服役前后力学变化及其寿命评估

火电机组中过热器,再热器等部件需应用到异种钢焊接接头来满足不同环境的需求,这要求材料具有更高的耐高温腐蚀性能、屈服极限以及抗拉强度,而服役造成的老化会很大程度影响焊接件的性能,进而影响其寿命。为了研究服役对于异种钢焊接接头T92/Super304H的力学性能的影响。通过在610℃高温状态下,对已服役和未服役的焊接接头进行了不同加载速率的拉伸试验,获得了应力应变曲线及拟合曲线,通过扫描电子显微镜(SEM)分析了断口形貌。在相同温度下,对试样加载不同应力进行蠕变试验,获得了焊接接头的本构方程和蠕变寿命预测模型,分析了其断裂原因。结果表明:已服役和未服役的焊接接头高温拉伸时断裂均发生在T92侧(T92热影响区),试样有明显的颈缩;材料的初始应力值越大,蠕变寿命越短;随着初始应力水平的增加,蠕变应变速率变化加快;寿命预测拟合曲线和实际的蠕变试验一致。

Super304H/T92异种钢摩擦焊焊接接头的显微组织和力学性能

本文利用连续驱动摩擦焊技术焊接Super304H/T92异种钢钢管,Super304H/T92焊接接头有良好的显微组织和力学性能。考察了摩擦时间对焊接接头的微观组织和力学性能的影响,研究表明:随着摩擦时间的延长,焊合区晶粒尺寸没有明显变化,热影响区Cr_(23)C_6等碳化物析出相的数量逐渐增加,焊接接头的显微硬度逐渐增大,冲击韧性逐渐降低,拉伸断裂位置和拉伸强度不受影响。

S30432钢管与T92异种钢焊接接头性能试验研究

通过材质成分、室温及高温短时强度、室温及高温短时塑性、冲击韧性、工艺性能、金相组织检验、力学性能断口检验、时效试验及高温持久性能试验,对S30432钢管与T92异种钢焊接接头的性能进行评价,并与进口SUPER304H钢管与T92异种钢焊接性能进行了比较。结果表明,S30432+T92异种钢焊接性、焊接接头短时性能满足DL/T868—2004、DL/T 751—2001及相关标准要求,与同批制备的进口SUPER304H+T92异种钢接头和日本原装SUPER304H+T92接头的性能相当。

T92/Super 304H异种钢焊接接头开裂的原因及处理措施

某百万机组高温过热器在试运过程中,部分T92/Super 304H异种钢焊接接头开裂导致管道渗漏。通过对设备安装环境、焊接工艺、热处理工艺等分析,确认渗漏部位为异种钢焊接接头的热影响区低合金侧。焊接参数较大、焊后热处理不充分,导致焊接接头热影响区硬度较高,在机组试运过程中,管排震动触发该区域发生应力腐蚀开裂。为此,对所有焊口进行全面检测,并对泄漏焊口及硬度超标焊口进行重新焊接及焊后热处理(755~760℃回火),其他焊口追加同参数的焊后热处理工艺,用以降低焊接接头热影响区的残余应力,处理后接头的射线检测及硬度检测结果均符合规范要求。

超超临界电站锅炉用新型管材的研制

介绍了我国电站锅炉向大容量、高参数发展趋势和对新型管材的要求,以及宝钢T23,T91,T92高压锅炉管新产品研制情况。经评定表明,宝钢T23,T91,T92各项技术指标和性能均符合ASME SA—213标准要求,可以替代进口产品,适合制造超超临界电站锅炉。同时,为了满足超超临界电站锅炉屏式过热器、高温过热器、高温再热器关键材料国产化的要求,宝钢又开展了S30432(Super304H)及TP310HNbN(HR3C)钢的研制,并可在近期提供给锅炉行业,以满足锅炉行业制造超超临界电站锅炉的需求。

超超临界机组高温过热器出口异种钢焊缝裂纹原因分析

本文通过对高温过热器出口开裂的异种钢接头进行宏观检查、金相组织检测、扫描电镜等分析,发现主裂纹沿周向断续分布,主裂纹和连接裂纹内部均含有大量氧化物,裂纹沿树枝晶界扩展,说明裂纹是在凝固过程中产生。通过综合分析,判断裂纹产生原因主要为制造过程和焊接过程中存在热输入偏大造成。