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9%Cr耐热钢接头HAZ中的ⅳ型裂纹

电焊机 2019年第10期49卷 1-9页

作者：孙咸太原理工大学焊接材料研究所

综述了9%Cr钢接头HAZ中Ⅳ型开裂的形态性质、影响因素及控制原理。结果表明,发生在接头HAZ细晶区和临界区的ⅳ型裂纹,沿晶界粗大析出相产生的蠕变空洞或微孔串接扩展,属于蠕变损伤性质的典型脆性断裂裂纹。不均匀的马氏体+碳化物+微量δ... 详细信息

综述了9%Cr钢接头HAZ中Ⅳ型开裂的形态性质、影响因素及控制原理。结果表明,发生在接头HAZ细晶区和临界区的ⅳ型裂纹,沿晶界粗大析出相产生的蠕变空洞或微孔串接扩展,属于蠕变损伤性质的典型脆性断裂裂纹。不均匀的马氏体+碳化物+微量δ-铁素体组织是ⅳ型裂纹形成的组织因素。HAZ宽度对接头蠕变断裂强度影响很明显,母材中添加适量的B使焊接接头获得了良好抗蠕变断裂性能,焊接工艺因素的影响亦不可忽视。优化母材成分和显微组织是控制ⅳ型裂纹倾向的必要条件,而正确的工艺措施则是控制ⅳ型裂纹倾向的充分条件。

关键词： ⅳ型裂纹接头HAZ 9%Cr耐热钢影响因素控制原理

P92钢高温管道焊接接头ⅳ型裂纹形成原因及防止措施

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焊接技术 2022年第S1期51卷 13-19页

作者：杨贤彪江苏方天电力技术有限公司江苏南京211102

通过对2个P92钢高温蒸汽管道焊接接头细晶区软化带晶界孔洞聚集型Ⅳ型蠕变开裂失效案例的分析研究,发现9Cr马氏体耐热钢高温蒸汽管道焊缝Ⅳ型蠕变开裂是从材料表面和内部的晶界处同时孕育较多的蠕变孔洞,经历从蠕变孔洞→聚集成串→宏... 详细信息

通过对2个P92钢高温蒸汽管道焊接接头细晶区软化带晶界孔洞聚集型Ⅳ型蠕变开裂失效案例的分析研究,发现9Cr马氏体耐热钢高温蒸汽管道焊缝Ⅳ型蠕变开裂是从材料表面和内部的晶界处同时孕育较多的蠕变孔洞,经历从蠕变孔洞→聚集成串→宏观开裂的过程,孕育初期时间较长,受各类无损检测方法检测能力的限制,孔洞阶段一般很难被早期发现,但Ⅳ型蠕变裂纹一旦出现,内外同时扩展,速度非常快,具有较大安全隐患。文中提出的加强高温管道支吊和膨胀的日常检查维护管理,必要时进行管道应变监测分析预警,是当前预防9Cr马氏体耐热钢高温蒸汽管道焊接接头Ⅳ裂纹泄漏的有效措施。

关键词： P92钢接头 ⅳ型裂纹细晶粒热影响区蠕变断裂

异种金属焊接接头在热-力耦合作用下的断裂位置转移机理

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金属学报 2020年第11期56卷 1463-1473页

作者：李克俭张宇蔡志鹏清华大学机械工程系北京100084 清华大学先进成形制造教育部重点实验室北京100084 清华大学摩擦学国家重点实验室北京100084 清华大学先进核能协同创新中心北京100084

使用镍基焊缝金属连接新型高Cr马氏体耐热钢和镍基合金制造了异种金属焊接接头(DMWs),对该类DMWs进行了高温持久实验以分析其失效机理,其中,应力水平在140~260 MPa,温度为600和620℃。结果表明,DMW的断裂位置随应力水平的改变发生转移... 详细信息

使用镍基焊缝金属连接新型高Cr马氏体耐热钢和镍基合金制造了异种金属焊接接头(DMWs),对该类DMWs进行了高温持久实验以分析其失效机理,其中,应力水平在140~260 MPa,温度为600和620℃。结果表明,DMW的断裂位置随应力水平的改变发生转移。高应力水平(≥240 MPa)下,断裂主要发生在马氏体耐热钢母材中,断裂模式以塑性变形为主。中等应力水平(200~240 MPa)下,断裂位置转移至马氏体耐热钢热影响区(HAZ)中的细晶区(FGHAZ)或两相区(ICHAZ)中,该区域的硬度最低且碳化物粗化显著,在粗化的碳化物周围产生了大量的蠕变空洞,此种断裂模式为典型的Ⅳ型断裂。在低应力水平(≤200 MPa)下,DMW的断裂模式为三阶段混合形式:初始阶段,因在焊缝与马氏体耐热钢界面处产生氧化尖缺口沿界面断裂,氧化尖缺口的形成是氧化与应力交互作用的结果;裂纹随后转移至马氏体耐热钢的FGHAZ或ICHAZ中扩展;前2个阶段未发生明显的塑性变形,最后裂纹转移至马氏体耐热钢母材中沿切应力最大的方向扩展直至完全断裂,该阶段发生了明显的塑性变形。此外,研究还发现随应力水平降低,DMW呈现出早期失效的倾向,即低应力水平下的高温持久强度低于由高应力水平数据线性外延得到的数值,早期失效的产生与马氏体耐热钢焊接HAZ微观组织退化和界面氧化有关。

关键词：异种金属焊接接头马氏体耐热钢镍基合金 ⅳ型裂纹氧化

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焊接残余应力对P92钢Ⅳ型蠕变开裂的影响

焊接学报 2011年第1期32卷 16-20,113-114页

作者：姜运建荆洪阳徐连勇王庆代真天津大学材料科学与工程学院天津300072 天津市现代连接技术重点实验室天津300072 河北省电力研究院石家庄050021

P92钢焊接接头在高温长时服役条件下易于在细晶热影响区(FGHAZ)或临界热影响区(ICHAZ)产生ⅳ型裂纹.但对于Ⅳ型开裂的机理,至今尚未达成一致认识.为了科学地认识Ⅳ型开裂,文中采用大型有限元软件ABAQUS对P92钢焊接接头的温度场、应力场... 详细信息

P92钢焊接接头在高温长时服役条件下易于在细晶热影响区(FGHAZ)或临界热影响区(ICHAZ)产生ⅳ型裂纹.但对于Ⅳ型开裂的机理,至今尚未达成一致认识.为了科学地认识Ⅳ型开裂,文中采用大型有限元软件ABAQUS对P92钢焊接接头的温度场、应力场以及蠕变进行了有限元模拟,并且通过X射线测量试验对残余应力模拟值进行了验证.结果表明,通过温度场模拟,得到了FGHAZ与ICHAZ的准确位置;焊接残余应力最大值集中在FGHAZ和ICHAZ,并且轴向蠕变应变分布规律与焊接残余应力相一致.因此焊接残余应力的集中,是导致焊接接头蠕变应变聚集和Ⅳ型开裂的关键因素之一.

关键词： P92钢 ⅳ型裂纹温度场焊接残余应力有限元模拟

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耐热钢焊接温度场的有限元模拟

热加工工艺 2010年第5期39卷 137-140页

作者：王庆姜运建代真河北省电力研究院河北石家庄050021

基于大型有限元软件ABAQUS,对耐热钢焊接接头的温度场进行了数值模拟。计算中考虑材料物理性能随温度的变化,并运用单元激活技术模拟多道焊焊接过程。结果表明,所建立的模型可以较准确的模拟耐热钢焊接温度场。针对Cr-Mo耐热钢易于在热... 详细信息

基于大型有限元软件ABAQUS,对耐热钢焊接接头的温度场进行了数值模拟。计算中考虑材料物理性能随温度的变化,并运用单元激活技术模拟多道焊焊接过程。结果表明,所建立的模型可以较准确的模拟耐热钢焊接温度场。针对Cr-Mo耐热钢易于在热影响区产生ⅳ型裂纹的现象,对热影响区的温度场进行了分析,并运用试验数据对热影响区的模拟结果进行了验证。

关键词： P92管道焊接温度场有限元模拟 ⅳ型裂纹

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P91管道焊接残余应力数值模拟

热加工工艺 2010年第21期39卷 164-166页

作者：代真郝晓军沈利英刘长福河北省电力研究院河北石家庄050021 扬子石化-巴斯夫有限责任公司江苏南京210048

Cr-Mo耐热钢最常见的问题是发生于焊接接头热影响区的ⅳ型裂纹引起的失效,焊接残余应力水平起着重要的作用。本文基于大型有限元软件ABAQUS,开发了一个顺次耦合的焊接应力计算程序,对P91钢焊接接头的残余应力场进行了模拟。研究结果表明... 详细信息

Cr-Mo耐热钢最常见的问题是发生于焊接接头热影响区的ⅳ型裂纹引起的失效,焊接残余应力水平起着重要的作用。本文基于大型有限元软件ABAQUS,开发了一个顺次耦合的焊接应力计算程序,对P91钢焊接接头的残余应力场进行了模拟。研究结果表明:轴向和径向残余应力均呈拉应力状态;焊接残余应力最大值集中在靠近母材的热影响区附近,并且焊接残余应力集中部位与ⅳ型裂纹的发生位置相一致。

关键词： P91管道焊接残余应力有限元模拟 ⅳ型裂纹

火电厂中铁素体/奥氏体钢焊接接头的蠕变断裂行为研究进展

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机械工程材料 2022年第3期46卷 1-6,12页

作者：缪克基刘建峰尹阳阳王婷刘川槐袁斌霞潘卫国尹诗斌上海电力大学能源与机械工程学院上海200090 机械工业清洁发电环保技术重点实验室上海200090 广西大学广西有色金属及特色材料加工重点实验室南宁530004 淮浙煤电有限责任公司凤台发电分公司淮南232170 广西大学化学化工学院南宁530004

综述了火电厂中铁素体/奥氏体钢焊接接头在服役过程中的显微组织演变和ⅳ型裂纹的形成、扩展及蠕变断裂机制,重点分析了该类焊接接头薄弱位置的蠕变断裂行为,总结了铁素体钢热影响区发生蠕变断裂的影响因素,并给出了提高焊接接头蠕变性... 详细信息

综述了火电厂中铁素体/奥氏体钢焊接接头在服役过程中的显微组织演变和ⅳ型裂纹的形成、扩展及蠕变断裂机制,重点分析了该类焊接接头薄弱位置的蠕变断裂行为,总结了铁素体钢热影响区发生蠕变断裂的影响因素,并给出了提高焊接接头蠕变性能的相关建议,最后对未来的研究方向进行了展望。

关键词：异种钢焊接接头 ⅳ型裂纹蠕变断裂机制析出相

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用数值模拟的方法研究电站材料的焊接工艺

用数值模拟的方法研究电站材料的焊接工艺

作者：赵红大连理工大学

学位级别：硕士

为了满足国民经济的迅猛发展及对电力能源日益增长的需求，超(超)临界机组已经成为我国提高电站运行效率、降低成本、加大环境保护力度的首选途径。以T／P91钢为代表的新型细晶强韧型铁素体耐热钢及以TP347H为代表奥氏体不锈钢等超超临... 详细信息

为了满足国民经济的迅猛发展及对电力能源日益增长的需求，超(超)临界机组已经成为我国提高电站运行效率、降低成本、加大环境保护力度的首选途径。以T／P91钢为代表的新型细晶强韧型铁素体耐热钢及以TP347H为代表奥氏体不锈钢等超超临界机组锅炉用钢，已经不断被开发和应用。这些新型钢的共同特点是热强性、耐蚀性得到显著的提高，且工艺性能优良，但也存在一些焊接问题。本文通过Marc的用户子程序接口，建立了有限元的T／P91耐热钢TIG焊数值模拟模型，经检验能够与实际焊接符合得很好。数值模拟T／P91焊接接头800／1000℃区宽度(实际焊接过程无法得到的量)和应力状况，研究T／P91焊接接头ⅳ型裂纹倾向与规范的关系，得出结论：减小线能量能减小焊接接头800／1000℃区宽度和拉应力，且电流、电压、速度三值有一个好的配合点;增大电流同时提高速度来减小线能量，能非常明显减小800／1000℃宽度，从而减小焊接接头ⅳ型裂纹倾向。本文还用因次分析法和方程分析法的相似准则建立中厚板的焊接数值模拟热源模型，模拟5mm中厚板新型耐热钢温度场，经检验与实际焊接过程也有较好的吻合;在T／P23与T／P91异种钢焊接接头残余应力场的模拟中，高匹配的横(Y)向拉应力低、变形分布也均匀，低匹配的横(Y)向拉应力高，变形在焊接接头有峰值，但从工艺操作的难易程度，T23的可焊性好，低匹配容易保证焊接质量;在TP347H与T／P91异种钢焊接接头残余应力场的模拟中，低匹配的残余拉应力低，变形分布也均匀，高匹配残余拉应力和应变分布最高，镍基匹配的应力和应变都介于高低匹配之间，但从冶金的角度镍基匹配最合理。本文还对大厚度铝电极和铜铁异种电极的焊接过程做模拟，对工艺进行优化，再通过实际工艺试验验证和矫正。实际焊接试验得出：用非熔化极手工交流氩弧焊可以得到外观成型美观、质量满意的20mm厚的铝母线焊缝;焊接时，电流和电压需要加大;为了控制气孔，焊接速度不能过大;验证了焊接模拟预测的铝电极焊接工艺的准确性。铜铁异种电极焊接试验中，对焊接模拟产生的预热温度进行了修正，此异种钢焊接不适合预热;线能量也不能太小，以防焊接速度大，熔池存在时间过短，氢气来不及逸出;与薄板焊相比，电流要稍大，补偿铜大的散热。

关键词：新型耐热钢焊接数值模拟 ⅳ型裂纹异种钢焊接接头电极材料

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T/P92钢焊接接头蠕变损伤的形成

理化检验（物理分册） 2019年第3期55卷 151-158,175页

作者：黄桥生章亚林王学王啸国电科学技术研究院有限公司武汉410066 武汉大学武汉430071

对T/P92钢焊接接头进行高温持久试验,采用金相检验、扫描电镜分析、蠕变孔洞的定量分析等方法,对T/P92钢蠕变损伤的形成进行了分析。结果表明:T/P92钢焊缝细晶区内孔洞的合并并不是一个瞬间完成的过程,而是单独的孔洞持续长大,同时孔洞... 详细信息

对T/P92钢焊接接头进行高温持久试验,采用金相检验、扫描电镜分析、蠕变孔洞的定量分析等方法,对T/P92钢蠕变损伤的形成进行了分析。结果表明:T/P92钢焊缝细晶区内孔洞的合并并不是一个瞬间完成的过程,而是单独的孔洞持续长大,同时孔洞间距逐渐减小,相临近的孔洞相互连接并扩展成微裂纹,最终T/P92钢焊接接头发生蠕变损伤。

关键词： T/P92钢焊接接头蠕变损伤 ⅳ型裂纹