F91鋼窄間隙熱絲TIG焊接接頭高溫持久性能及組織演變.pdf

1、F91鋼是美國(guó)在20世紀(jì)70年代開(kāi)發(fā)研制的應(yīng)用于火力發(fā)電廠的鍋爐蒸汽管道、導(dǎo)管、再熱器、集熱箱等高溫部件的熱強(qiáng)鋼。該鋼具有較高的許用應(yīng)力、持久強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度,且蠕變抗力和耐腐蝕性優(yōu)異等諸多優(yōu)點(diǎn),現(xiàn)今已在世界各國(guó)火力發(fā)電廠得到廣泛應(yīng)用,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。
　　為了研究F91鋼焊接接頭的服役性能,本課題通過(guò)對(duì)F91鋼進(jìn)行窄間隙熱絲TIG焊接,并對(duì)其接頭在關(guān)鍵服役溫度600℃下的高溫持久性能進(jìn)行研究,并研究高溫持久試驗(yàn)對(duì)其接頭性能的

2、影響。同時(shí),利用掃描電鏡和透射電鏡分別研究接頭各區(qū)域(包括焊縫和熱影響區(qū)等位置)在高溫持久后的組織結(jié)構(gòu)的變化,包括第二相形貌和成分轉(zhuǎn)變等,分析了高溫持久過(guò)程對(duì)組織性能的影響規(guī)律。
　　研究結(jié)果表明,F91鋼窄間隙熱絲TIG焊接接頭在600℃下1000小時(shí)的持久強(qiáng)度達(dá)到了122MPa,且焊縫部位的高溫持久強(qiáng)度滿足甚至強(qiáng)于國(guó)產(chǎn) P91鋼600℃條件下的持久強(qiáng)度。掃描電鏡結(jié)果表明焊縫中不利于高溫性能的第二相在晶界析出的總量也少于母材,能

3、譜分析結(jié)果表明從第二相成分中碳化物合金元素總量來(lái)看,焊縫中析出第二相合金元素總量同樣比母材中的少。透射電子衍射花樣表明第二相主要為含 Cr、Mo等合金元素的M23C6型化合物,它的聚集長(zhǎng)大和元素的富集導(dǎo)致了固溶強(qiáng)化和晶界強(qiáng)化作用的減弱,從而造成持久后試樣各區(qū)域強(qiáng)度下降。且這兩種弱化作用的程度均為焊縫<熱影響區(qū)<母材,因而造成了母材部位成為持久斷裂的薄弱環(huán)節(jié)。試驗(yàn)結(jié)果表明熱絲TIG焊焊接工藝使得F91鋼焊接接頭具有較高的性能,很大程度上保