焊接热输入对P91钢焊接修复微观组织及性能的影响

作     者：晏嘉陵 齐彦昌 刘明星 常子金 崔冰 

作者机构：中国大唐集团科学技术研究总院有限公司华东电力试验研究院 大唐锅炉压力容器检验中心有限公司 钢铁研究总院焊接研究所 安徽工业大学材料科学与工程学院 

出 版 物：《材料科学与工艺》 (Materials Science and Technology)

年 卷 期：2024年第5期

页      面：74-83页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主　　题：P91钢 补焊 热输入 微观组织 性能 

摘      要：为进一步揭示补焊热输入对补焊接头焊缝区微观组织与性能的影响规律，本文通过微观组织表征、显微硬度测试、拉伸实验和冲击实验等方法，对比研究了焊接热输入对P91钢焊接接头焊接缺陷、微观组织和力学性能的影响。结果表明，热输入为10 kJ/cm时，补焊区焊缝金属中树枝晶呈平行状；热输入增加到15 kJ/cm时，补焊区焊缝组织呈现出交叉互锁的燕尾搭接状形态；而热输入进一步增加到20 kJ/cm时，补焊区的焊缝组织以平行状树枝晶为主和少量的交叉互锁的燕尾搭接状树枝晶组成。补焊区的析出相主要由NbC、Cr23C6和Fe2Nb（Laves相）组成，且随着热输入的增加，析出相熟化长大。力学性能分析表明，补焊区焊缝金属的强度和冲击韧性随热输入的增加均呈现出先增加后降低的变化趋势。热输入为15 kJ/cm时，补焊区焊缝金属的枝晶形态和析出物形态所导致的“协同效应使得显微裂纹形核、发育、扩展所需的能量阈值有所不同，进而补焊区的焊缝金属可以保持相对较高的韧性，因此热输入为15 kJ/cm时，补焊区焊缝组织的强韧匹配最优。而3种热输入下的补焊区的焊接热影响区由于晶粒粗大以及补焊过程中的高拘束应力使得该区域的冲击韧性最差。