超超臨界機(jī)組用P92鋼焊縫金屬組織與性能.pdf

1、P92鋼憑借良好的抗蠕變性能、高溫強(qiáng)度、低膨脹系數(shù)、良好的焊接性和可加工性，已在我國超超臨界機(jī)組主蒸汽管道及高溫再熱蒸汽管道等重要承壓部件中得到了廣泛的應(yīng)用。本文以服役5萬小時(shí)后P92鋼焊縫金屬、母材和時(shí)效處理P92鋼焊縫金屬為研究對(duì)象，采用光學(xué)顯微鏡(OM)、X射線分析儀(XRD)、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、萬能試驗(yàn)機(jī)、沖擊試驗(yàn)機(jī)、布氏硬度計(jì)等分析測(cè)試技術(shù)，研究了服役及時(shí)效過程顯微組織和力學(xué)性能變化，分析了組織演變對(duì)力學(xué)

2、性能的影響。
　　服役5萬小時(shí)后，P92鋼母材仍保持回火馬氏體板條形貌，馬氏體板條并未發(fā)生明顯的回復(fù)現(xiàn)象;服役過程中，沿原奧氏體晶界及板條束界分布的析出相尺寸增大，數(shù)目增多。服役后P92鋼母材的強(qiáng)度和塑性較好，但韌性明顯下降，母材的沖擊功降低，發(fā)生時(shí)效脆化現(xiàn)象。
　　服役5萬小時(shí)后的P92鋼焊縫金屬原奧氏體晶粒內(nèi)部仍由不同位向的馬氏體板條束組成，由于晶界位置臨界形核能較低，Laves相與M23C6相聚集分布于晶界和板條束界處

3、。服役5萬小時(shí)后的P92鋼焊接接頭仍保持較高的強(qiáng)度，但塑、韌性下降，焊縫金屬發(fā)生嚴(yán)重的時(shí)效脆化現(xiàn)象，沖擊功平均值低于20J。在服役后的焊縫金屬中發(fā)現(xiàn)多條蠕蟲狀的微裂紋，局部位置還存在尺寸極小的微裂紋聚集區(qū)，這些微裂紋的最大尺寸不超過1 mm，寬度在0.1mm以下。
　　受焊接熱循環(huán)作用，熱影響區(qū)各個(gè)區(qū)域的晶粒尺寸不同，在臨近熔合區(qū)的熱影響區(qū)存在δ-鐵素體;焊后熱處理后，析出相迅速在基體中析出，M23C6相沿原奧氏體晶界及板條界分布

4、，MX相分布于板條內(nèi)部，焊縫韌性得到改善，硬度降低。650℃時(shí)效過程中焊縫金屬光學(xué)顯微組織并未發(fā)生明顯變化，析出相的粗化長(zhǎng)大會(huì)消耗固溶在基體中的元素，從而引起焊縫基體晶格常數(shù)發(fā)生變化，Laves相在時(shí)效過程中形成，并常出現(xiàn)在M23C6相附近區(qū)域。650℃時(shí)效對(duì)焊縫金屬韌性影響較大，時(shí)效5000小時(shí)后，沖擊功由45J下降至26J;時(shí)效處理對(duì)硬度影響不大，焊縫金屬硬度在210～230 HBW范圍內(nèi)波動(dòng)。
　　TEM結(jié)果表明，時(shí)效及服役