異種鋼焊接接頭力學(xué)性能與組織結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、近年來，火力發(fā)電向高效、節(jié)能、環(huán)保的方向不斷發(fā)展，對電站鍋爐提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)和要求。過熱器和再熱器作為電站鍋爐中的重要部件，需要使用不同性能的金屬材料，因此這些部件中出現(xiàn)大量的異種鋼焊接接頭。由于異種鋼焊接使用的金屬材料化學(xué)成分、組織性能等均不相同，易發(fā)生早期失效。目前針對服役狀態(tài)的異種鋼焊接接頭失效原因的研究相對較少，有必要開展相關(guān)的研究工作。
　　本文針對服役狀態(tài)下的T91/TP347H、T22/TP347H、12Cr1 Mo

2、V/TP347H焊接接頭發(fā)生的爆管、泄露、開裂等失效現(xiàn)象，開展常溫、高溫力學(xué)性能和微觀組織等方面的研究，查明異種鋼焊接接頭的失效原因，為火電機(jī)組安全運(yùn)行提供理論依據(jù)。主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)首先對T91/TP347H、T22/TP347H、12Cr1 MoV/TP347H開展常溫力學(xué)性能試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明常溫拉伸斷裂位置均靠近熔合線，接頭的斷裂側(cè)靠近熔合線的位置應(yīng)著重觀察分析。T22/TP347H缺口敏感性試驗(yàn)表明預(yù)制缺口對

3、焊接接頭的影響不強(qiáng)烈，接頭對預(yù)制的兩類缺陷敏感性不大。
　　(2)對T22/TP347H和12Cr1MoV/TP347H試樣開展高溫力學(xué)性能試驗(yàn)，試樣低合金側(cè)存在氧化缺口，拉伸斷裂位置均位于低合金鋼母材一側(cè)，利用應(yīng)力三軸度理論對焊接接頭的高溫短時(shí)拉伸斷裂機(jī)制進(jìn)行分析，上述兩種接頭低合金側(cè)高溫力學(xué)性能相對薄弱，現(xiàn)有尺寸的氧化缺口對接頭高溫短時(shí)拉伸性能影響較小。經(jīng)T22/TP347H高溫持久試驗(yàn)結(jié)果推出105小時(shí)的持久強(qiáng)度約為97MP

4、a，高于標(biāo)準(zhǔn)要求(≥81MPa)。
　　(3)對T91/TP347H、T22/TP347H、12Cr1 MoV/TP347H進(jìn)行微觀組織分析，T91/TP347H組織未發(fā)現(xiàn)異常;T22/TP347H和12Cr1 MoV/TP347H組織球化等級為2.5～3.0級，低合金側(cè)熔合線處外壁的氧化缺口深度大于內(nèi)壁，深度約為40～170μm。能譜分析得出，T91/TP347H焊縫的打底層和蓋面層的金屬成分不同;T22/TP347H和12Cr