关于cp钢焊接接头0℃时长期蠕变行为

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1、2015年第2期现代冶金39CP91钢焊接接头650oC时长期蠕变行为(埃文)M．E．AbdE1一Azim等摘要：马氏体P01钢(9Cr一1Mo—V—Nb)已被用于高温部件在高压力蒸汽超临界电站。该钢蠕变行为的蠕变强度和焊接接头最小蠕变速率受控于细晶热影响区(FGHAZ)。确定和讨论了在650。C减少蠕变持久强度和提高最小蠕变率的影响因素。发现焊接接头之间的主要区别在FGHAZ区原奥氏体晶粒大小。原奥氏体颗粒越细，位错回复率越高，亚晶界结构粗化和cr晶间颗粒，因此，抗蠕变性能较低。1前言在焊接接头蠕变行为方面的

2、作用。2试验马氏体耐热P91钢(9Cr一1Mo—V—Nb)已被用于主蒸汽管道，集箱，锅炉及用于火力发电厂的其在本研究中所用的P91材料是管壁厚度为它组件。由于其具有较低的热膨胀率，高导热性，良85mm和外径492mm。表1给出了该钢的化学成好的耐蒸汽腐蚀性和良好的抗蠕变性等优点。这些分。这种钢在1050oC奥氏体化10min，空气冷却，优点可使其应用于一个蒸汽温度超过600℃运行和然后在760℃回火2h，最后空气冷却。焊接接头经蒸汽压力大于300巴蒸汽发电厂。手工电弧焊管(MAW)处理，760oC、2h焊后热处

3、理包括相当数量的板条结构的马氏体结构钢奥氏(PWHT)，空气冷却。为更好的比较这种钢(母材)体化后淬火形成位错，使其具有较好的抗蠕变性能。及其焊接接头，上面提到的相同的回火处理然而，在焊接接头的情况下，细晶区的热影响区(760℃、2h)后进行空冷。(HAZ)比母材具有较低的蠕变持久强度因此损害2．1蠕变试验了焊接接头的蠕变持久强度。蠕变试验是在基体金属和焊接接头进行。试验9Cr一1Mo—Nb—V和9Cr一1Mo—Nb—V—W是在650℃空气条件下，使用单个和多个样本在不钢蠕变性能和显微组织之间的关系已被广泛研究

4、；同的恒定载荷下进行，杠杆式蠕变机。从基体材料相比之下，焊接接头蠕变过程组织演变进行了调查中加工36mm×12mm厚度均匀截面圆柱试样，在研究，然而，目前导致这些焊接接头的蠕变强度下降焊接接头中加工70mm×12mm厚度均匀的横截面的机制不十分明确。本文主要研究650。C10Cr—Mo试样。焊接接头试样是断面焊接试样，焊接接头的—V—Nb(P91)钢细晶粒HAZ区微观结构不稳定性焊接金属中心线是均一长度中心线。表IPgl钢化学分析％2．2检查技术薄膜样品和萃取复型。通过机械研磨科得到50m焊接接头试样焊后热处理

5、和蠕变断裂测试后，的厚度的样品，然后，用双射流抛光950mL醋酸和进行显微硬度测试、光学显微镜和透射电子显微镜50mL盐酸(浓)电解液制备透射电镜薄膜样品(TEM)观察。通过机械研磨制备光学金相切片，试(浓)，在13℃和30V萃取复型试样是金相切片部剂为1m的金刚石磨料和腐蚀剂配方100mL乙分，腐蚀剂配方为100mL盐酸溶液(浓)、10mL硝醇，3g苦味酸和盐酸1mL。为进行TEM分析采用酸(浓)、100mL水和0．3mL的沃格尔试剂浸蚀422015年第2期变性低于母材，焊接接头的蠕变持久强度低于母材表265

6、0~C／40Mpa蠕变前后P91钢焊缝如图4所示。650oC和55MPa，焊接接头最小蠕变平均亚晶粒尺寸和位错密度速率高于母材，在相同的蠕变条件下(650℃，40MPa)，焊接接头比P91钢母材第三阶段蠕变开始要早些，如图5所示。650oC焊接热处理后，焊接接头的抗蠕变性受控于细晶FGHAZ热影响区的抗蠕变性，细晶FGHAZ热影响区与其他区域相比硬度最低，如图2所示。前期工作发现，在600℃，FGHAZ模拟标本抗蠕变性低于焊接接头。(2)细M：c碳化物颗粒消失，其通过钉扎作P91钢焊接接头细晶FGHAZ热影响区

7、抗蠕变用亚晶边界阻碍增长。这样的结果导致亚晶粒增长性低的原因如下：率的增加，软化率提高，与伊特等人结论一致。发现(1)蠕变过程软化主要源于亚晶粒生长，亚晶Mc粗颗粒蠕变如表3所示，经热处理后平均粒界内位错的恢复。亚晶界从板条状马氏体恢复焊后径为158nm的。蠕变后平均粒径为173nm。图8热处理过程中位错和低角度的板条界面移动。结果显示了在650℃／40MPa蠕变试验后的富Cr的碳发现，焊接热处理后FGHAZ亚晶尺寸从0．718m化物颗粒形成。形成在P91钢焊后热处理之后增大到1．23m，在650cc／40MP

8、a蠕变焊接热处C23C等相组成前期工作中得以证实，如图8所示为理对后位错密度由6．3×10em降低2．4×红色。10cm～。如表2和图7所示的蠕变。它提到，(3)精细V析出碳化物粒子是很细小的，平均FGHAZ区比焊缝在亚晶粒粗大和位错密度在焊后尺寸如图8所示的70nm绿颜色的和表3所示蠕变热处理后的焊接接头，如表2和图7所示，时效热处后沉淀毗邻MC粗颗粒，这可以防止他们对颗粒理后和蠕变