super304h钢焊接热影响区晶粒细化机理及控制研究

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1、中北大学硕士学位论文SUPER304H钢焊接热影响区晶粒细化机理及控制研究摘要SUPER304H钢是日本住友公司开发的一种用于超(超)临界锅炉的过热器和再热器的不锈钢，目前我国锅炉上所用的这类钢管绝大多数从国外进口，国内一些厂家虽也生产出此钢种，但仍存在许多问题，其中最主要的问题之一就是焊接热影响区的晶粒过粗，因此对该钢种焊接热影响区的深入研究具有重要的意义。目前对于此钢种的热影响区晶粒度方面的研究未见相关文献或报道，本文综述其它类似钢种的热影响区晶粒度的研究方法，分析了影响热影响区晶粒度的主要因素。利用光学显微镜

2、、扫描电镜(配有X．射线能谱仪)、电子探针等手段，对不同焊接方法、不同国家生产以及国内某厂家改进前后的SUPER304H钢及其焊接接头热影响区晶粒度、组织和析出相进行了深入分析，得到了影响该钢种的热影响区晶粒度的最主要因素。通过对该钢种在不同温度、不同保温时间下的热处理试验，得到了该钢种在不同条件下晶粒长大的规律。通过分析得出了影响焊接热影响区晶粒长大的主要因素是微细析出相。对焊接热影响区晶粒度细化有利的析出相有：NbC、(Nb，Ti)(C，N)、TiN等。应尽量减少的析出相有：(Fe。Nb。)N、(Fe，Cr，M

3、o)。C、Fe：Nb金属间化合物、Cr。。C。等。在各个加热或冷却的热加工工艺过程中，注意尽量促使有利微细相弥散细小的析出；要避开或快速通过不利相的形成温度区间；在焊接过程中，应选择合适的焊接材料和焊接工艺，尽量降低焊接热输入能量。根据本文的研究结果，在某钢厂试生产了一批改进型的SUPER304H钢管坯。利用STA449C型综合热分析仪上对日本、德国及本次改进型的SUPER304H钢进行了热分析试验，结果表明：不同厂家产品的熔解、凝固及固态相变方面有所区别：利用Gleeble-3800热模拟试验机对该钢种进行了不同

4、条件下焊接热影响区的热模拟试验，并对试样利用光学显微镜及扫描电镜进行了详细的分析，结果表明：焊接热影响区析出了有利相，晶粒得到了细化；对该钢种进行了实际焊接试验，检测结果表明热影响区的晶粒度在6级以上。总体上说，改进型的SUPER304H钢解决了焊接热影响区的晶粒粗化问题。关键词：SUPER304H焊接热影响区晶粒细化析出相中北大学硕士学位论文ResearchonGrainRefiningMechanismandControlinHeat．affectedZoneofSUPER304HPostgraduate：PE

5、IHai-xiangSupervisor：FENGZai-xin，WANGLi-xinAbstractSUPER304Hisakindofstainlesssteelusingfortheoverheatingandreheatingtubeinultra-supercriticalboilerdevelopedbySumitomoMetalIndustries．MostoftubeusedinboilerinChinawasimportedatpresent，somefactoriesinChinaproduce

6、dthiskindofsteelalso，butwithlotsofproblems．Oneofthemostimportantproblemsisthecoarsegraininweldingheataffectedzone(HAZ)，SOthedetailedresearchongrainsizeinHAZhavesignificantmeaning．TheinformationandreporthavenotbeenseenabouttheresearchongrainsizeinHAZofthissteel

7、yet．Inthispaper,theresearchmethodsongrainsizeinHAZofothersimilarsteelisintroduced，thefactoraffectedgrainsizeinHAZisanalyzed．Bymeansofopticalmicroscope(OM)，scanningelectronmicroscope(SEM)withX-rayenergydispersivespectrum(EDS)，electronicprobemicroscopyanalyzer(E

8、PMA)，Thegrainsize，microstructureandprecipitatesatweldingjointHAZofSUPER304Hsuffereddifferentweldingmethods，producedbydifferentcountriesandbothoriginalandmendedproducedinChinaisdeta