有关hr3c异种钢焊接接头蠕变断裂研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com第41卷第3期锅炉技术Vo1．41，NO．32OlO年5月B0ILERTECHN0L0GYMay．，2010文章编号：CN31—1508(2010)05—0045—04T92／HR3C异种钢焊接接头蠕变断裂研究金彦，顾福明，叶上云，杨振国。(1．上海市特种设备监督检验技术研究院，上海200063；2．上海锅炉厂有限公司，上海200245；3．复旦大学材料学院，上海200433)关键词：蠕变断裂；异种钢焊接；T92；HR3C摘要：针对采用手工氩弧焊GTAW打底，手工电弧焊SMAW焊

2、接的T92／HR3c异种钢接头，在USC条件下对接头进行蠕变断裂加速试验，并分析蠕变断口微观形貌，研究结果表明：不同载荷条件下的蠕变断裂的位置不同；T92／HR3C异种钢焊接接头蠕变断裂属于韧窝聚集型韧性断裂；T92／HR3C异种钢焊接接头在大容量超超临界机组(USC)条件下服役是完全安全可靠的。中图分类号：TG441．1文献标识码：B受热面再热器、过热器高温段选用蠕变强度和抗0前言氧化性能较好的奥氏体钢、马氏体耐热钢。而低多年来，欧洲、美国和日本等先后开展了旨温段应用较多的是l2Cr1MoV等低合金钢材料，在提高

3、电厂热效率的研究计划，开发新型耐热合如此产生了T92和HR3C或T92和低合金钢金钢材料，为满足使用温度可达625℃以上，承12CrlMoV等异种钢接头的焊接问题。受的压力上升到3OMPa的实际需要，在已有的不同钢种间相互焊接，由于成分、组织结构9～12Cr马氏体钢的基础上，通过调整材料和性能差异较大，不可避免地存在高温高压长期的合金元素组分，添加微量合金元素等，开发了运行状态，异种金属接头成为设备的薄弱环节，一系列新型9Cr高铬马氏体耐热钢，诸如T91／可能因焊接接头过早失效而影响整个设备的运P91、T92／P9

4、2、NF616、HCM12、AE9l1等，用于行安全和使用寿命。本文针对T92与HR3C异制造电厂的主要设备部件。新的9OCr马氏体种钢焊接接头进行蠕变断裂持久试验和蠕变断钢的使用温度已经达到600℃，其强度和持久强口微观形貌的SEM分析，发现T92与奥氏体钢度，乃至于使用水平已经接近奥氏体钢的水平。焊接接头蠕变断口断裂特征形貌为蠕变孔洞和近年来，T91／P91、T92／P92运用越来越广泛，成韧窝聚集型韧性断裂，评估T92／HR3C焊接接头为电力行业主要设备的主选材料。的使用寿命。在国内，从上个世纪八十年代开始从

5、国外引1选材与试样制备进了不少发电机组与相关技术。亦包括材料在内，许多大型机组上使用的耐热材料逐渐向高CrT92与HR3C母材的规格均为OD41．3×t钢转化。自九十年代开始，国内一些单位开始6mm，它们的化学成分及热处理工艺见表1。经T91、T92／P91、P92钢的开发和应用技术研究，金相试验打磨、抛光，并用苦味酸、盐酸、酒精、水的在引进和消化吸收国外技术和产品向自主开发混合溶液，及硫酸铜、盐酸、酒精混合溶液分别腐蚀研制阶段过渡。目前，T91、T92／P91、P92已经T92与HR3C母材，它们的显微组织结构如

6、图1广泛应用于电厂新机组的建造和老机组的更新所示。其中，T92钢为典型的板条状马氏体显微组改造。其中T92／P92和其它钢种间的异种钢焊织，HR3C则是明显的块状奥氏体结构，晶粒度大接问题。特别是随着火电机组参数不断提高，电小约为7级。通过上述试验可得，进行异种钢焊接力企业采用的钢材种类也越来越多。如在锅炉选用的T92与HR3C母材都符合材料标准。收稿日期：2010—01—05作者简介：金彦(1978一)，男，华东理工大学硕士毕业，工程师，主要从事锅炉压力容器压力管道的检验及有关技术的研究。学兔兔www.xuetu

7、tu.com46锅炉技术第41卷(a)T92，1500x(h)HR3C，400x图1T92与HR3C母材的显微组织结构热处理条件：丝，采用手工氩弧焊GTAW打底，手工电弧焊T92：1050℃×2Omin(正火)+760℃×6OSMAW焊妥对异种钢接头进行焊接，并在760min(回火)℃～770℃的温度范围内焊后热处理2h，以消除HR3C：最低1¨0℃固溶处理残余应力。ERNiCr一3的化学成分见表2。ENi—以ERNiCr-3(INCONEL82，咖2．4mm)为焊CrFe一3焊条的化学成分见表3。表2焊丝ERNi

8、Cr一3的化学成分ENiCrFe一3焊条0．0547．355．40．0060．0080，500．0168．60．1316．5Nb1．25≤O．1O5．0~g．5≤lO_。~0．030≤O．015≤0．5。