T92-HR3C、TP347H異種鋼焊接接頭組織結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能的研究.pdf

1、國內(nèi)外火力發(fā)電廠為了降低溫室氣體及有毒氣體的排放,減少污染,提高資源利用率,建設(shè)大容量超(超)臨界機(jī)組是必然的趨勢(shì)。我國將超超臨界機(jī)組主要工作參數(shù)設(shè)定為蒸汽壓大于25 MPa,蒸汽溫度高于580℃。因此,對(duì)超(超)臨界機(jī)組金屬材料提出了更高的要求。以T92、HR3C和TP347H為代表的新型馬氏體、奧氏體耐熱鋼是超(超)臨界機(jī)組過熱器、再熱器的主要材料,因此,在超(超)臨界機(jī)組建設(shè)工程中,這些不同類型鋼管的焊接將不可避免。開展T92與H

2、R3C、TP347H異種鋼焊接接頭組織結(jié)構(gòu)及其力學(xué)性能的研究,對(duì)于優(yōu)化新型耐熱鋼異種鋼焊接工藝,評(píng)價(jià)接頭運(yùn)行的可靠性均具有重要意義。
　　 本文選用ERNiCr-3和ERNiCrMo-3兩種鎳基焊絲,實(shí)施T92／HR3C和T92／TP347H異種鋼管的焊接。著重就焊接接頭的顯微組織結(jié)構(gòu)、室溫力學(xué)性能以及焊后熱處理對(duì)接頭組織結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能影響等方面展開研究工作,進(jìn)而優(yōu)化異種鋼焊接工藝。開展T92／HR3C和T92／TP347H異種

3、鋼接頭650℃長時(shí)間的高溫時(shí)效,研究時(shí)效過程中異種鋼接頭組織結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能的變化規(guī)律,作為評(píng)價(jià)該異種鋼接頭可靠性的依據(jù)。
　　 T92／HR3C異種鋼接頭焊縫為胞狀樹枝晶組織,T92側(cè)熱影響區(qū)(HAZ)主要由過熱區(qū)、粗晶區(qū)及細(xì)晶區(qū)構(gòu)成；HR3C側(cè)HAZ沒有明顯的晶粒長大現(xiàn)象,但晶界、晶內(nèi)有碳、氮化物析出。ERNiCrMo-3焊接接頭的強(qiáng)度、塑性及硬度較高,拉伸斷裂位于T92母材；而ERNiCr-3焊接接頭強(qiáng)度、硬度較低,但沖擊韌

4、性較高,拉伸斷裂位于焊縫。760℃、30 min焊后熱處理,有助于改善兩種焊接接頭的綜合力學(xué)性能。焊后熱處理ERNiCrMo-3焊接的T92／HR3C接頭的拉伸斷裂都發(fā)生在T92母材。高溫時(shí)效導(dǎo)致T92側(cè)HAZ及母材中碳化物的形態(tài)生變化,HR3C側(cè)HAZ脆化嚴(yán)重,其沖擊斷口呈沿晶斷裂的斷口特征。隨時(shí)效時(shí)間的增加,接頭各位置的韌性逐漸降低；其強(qiáng)度及T92側(cè)HAZ及母材的硬度呈現(xiàn)先降低后升高,時(shí)效501 h后趨于穩(wěn)定的現(xiàn)象。
　　

5、T92／TP347H異種鋼接頭T92側(cè)HAZ主要由過熱區(qū)、粗晶區(qū)及細(xì)晶區(qū)構(gòu)成；TP347H側(cè)HAZ沒有明顯的晶粒長大現(xiàn)象,但晶界、晶內(nèi)有碳化物析出。兩種焊絲焊接的T92／TP347H異種鋼接頭拉伸斷裂于TP347H母材,焊縫強(qiáng)度較高；ERNiCrMo-3焊接接頭的強(qiáng)度高于ERNiCr-3焊接接頭,但塑、韌性不如后者。750℃、30 min焊后熱處理,有助于降低T92側(cè)HAZ硬度,改善接頭的綜合力學(xué)性能。經(jīng)650℃直到1600 h時(shí)效的E