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g115钢热压弯成形工艺试验研究

锻压技术 2021年第2期46卷 142-147页

作者：彭杏娜丛相州彭先宽杜占江姜海峰陈正宗北京国电富通科技发展有限责任公司北京102401 南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司) 江苏南京211000 大唐郓城发电有限公司山东菏泽274700 钢铁研究总院北京100081

分析了电站典型管件热压弯头、热压三通及热压封头的变形特点,其中热压三通的变形率最大,可达38%。并对g115钢热压弯成形进行了仿真模拟,结果可涵盖变形最为严重的情况。进而设计了热压弯工艺试验,研究了不同成形温度、道次和冷却方式... 详细信息

分析了电站典型管件热压弯头、热压三通及热压封头的变形特点,其中热压三通的变形率最大,可达38%。并对g115钢热压弯成形进行了仿真模拟,结果可涵盖变形最为严重的情况。进而设计了热压弯工艺试验,研究了不同成形温度、道次和冷却方式对成形的影响,并对试样进行了外观检验、渗透检验、硬度检验和微观组织观察。通过热压弯工艺试验研究,得出了g115钢管件热压弯成形时的原材料加热温度为1060~1080℃,g115钢管件在600℃以上温度范围内热压弯成形不会产生裂纹等缺陷,其成形后可空冷。试制的g115钢大口径管件的产品性能符合要求,验证了该热压弯工艺的可行性。

关键词： g115钢热压弯成形变形率热压弯头热压三通

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正火温度对g115钢组织及室温强度的影响

材料热处理学报 2018年第1期39卷 71-76页

作者：李海昭梁军林万鹏徐连勇神华国华(北京)电力研究院有限公司电站高温材料微创寿命评估中心北京100025 天津大学材料科学与工程学院天津300072 神华国华绥中发电有限责任公司辽宁葫芦岛125222

对g115钢进行1065~1120℃不同温度的正火处理,研究其显微组织和室温拉伸性能。结果表明：正火温度由1065℃升至1075℃时,抗拉强度由802.91 MPa降至741.15 MPa;正火温度由1075℃升至1105℃时,抗拉强度出现一个“平台”,约为798.97 MPa;... 详细信息

对g115钢进行1065~1120℃不同温度的正火处理,研究其显微组织和室温拉伸性能。结果表明：正火温度由1065℃升至1075℃时,抗拉强度由802.91 MPa降至741.15 MPa;正火温度由1075℃升至1105℃时,抗拉强度出现一个“平台”,约为798.97 MPa;当正火温度由1105℃升至1120℃时,抗拉强度降至745.13 MPa,屈服强度的变化规律与抗拉强度相似;随正火温度由1065℃升至1095℃,g115钢原奥氏体平均晶粒尺寸由38.40μm减小至34.45μm左右,在1075℃至1095℃亦出现个“平台”;当温度升至1120℃时,原奥氏体平均晶粒尺寸为67.64μm。不同正火温度试样均发现较多的富W和Fe元素的Laves相。

关键词：正火处理 g115钢原奥氏体晶粒尺寸 Laves相室温强度

正火温度对g115钢组织及650℃强度的影响

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金属热处理 2018年第2期43卷 173-177页

作者：李海昭梁军周超徐连勇天津大学材料科学与工程学院天津300072 神华国华(北京)电力研究院有限公司电站高温材料微创寿命评估中心北京100025

在1030-1120℃温度区间,对g115钢进行不同温度的正火处理随后进行780℃×3 h回火,并对其进行显微组织和650℃拉伸性能研究。拉伸结果表明：随正火温度的升高,650℃强度呈现“M”形变化特征。组织观察发现,1030℃时,晶粒重结晶未完全完成... 详细信息

在1030-1120℃温度区间,对g115钢进行不同温度的正火处理随后进行780℃×3 h回火,并对其进行显微组织和650℃拉伸性能研究。拉伸结果表明：随正火温度的升高,650℃强度呈现“M”形变化特征。组织观察发现,1030℃时,晶粒重结晶未完全完成;随正火温度由1065℃升至1095℃,g115钢原奥氏体平均晶粒尺寸由38.40μm,减小至34.45μm左右,在1075℃至1095℃出现“平台”;当温度升至1120℃时,原奥氏体平均晶粒尺寸为67.64μm,长大明显。对不同正火温度试样扫描电镜（SEM）的背散射电子（BSE）观察,均发现较多的富W和Fe元素的Laves相。Laves相的尺寸和尺寸超过1000 nm Laves相所占的比例呈现“W”形变化特征。650℃强度随正火温度的变化规律主要与大尺寸的Laves相相关。

关键词：正火处理 g115钢 Laves相原奥氏体晶粒尺寸高温强度

高温时效对g115钢蠕变-疲劳裂纹扩展行为的影响

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金属热处理 2023年第7期48卷 26-31页

作者：赵欣陈正宗唐正焮钢铁研究总院有限公司特殊钢研究院北京100081 宝武特种冶金有限公司技术中心上海200940

在保载时间600 s,初始应力强度因子范围为23 MPa·m^(0.5)条件下,研究了g115钢在650℃时效1000、2000和3000 h后的蠕变-疲劳裂纹扩展行为。结果表明,随着时效时间的增加,时效后g115钢蠕变-疲劳裂纹扩展速率da/dN显著增加,导致裂纹扩展... 详细信息

在保载时间600 s,初始应力强度因子范围为23 MPa·m^(0.5)条件下,研究了g115钢在650℃时效1000、2000和3000 h后的蠕变-疲劳裂纹扩展行为。结果表明,随着时效时间的增加,时效后g115钢蠕变-疲劳裂纹扩展速率da/dN显著增加,导致裂纹扩展寿命降低。然而,时效时间的变化对裂纹扩展机制无显著影响,均为伴随大量蠕变损伤的穿晶主导混合断裂模式。沿边界Laves相的快速形核和长大、固溶作用的降低是导致时效后g115钢蠕变-疲劳裂纹扩展寿命降低的主要原因。

关键词： g115钢高温时效蠕变-疲劳裂纹扩展

焊后回火温度对g115钢熔敷金属组织及室温力学性能的影响

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金属热处理 2021年第10期46卷 199-203页

作者：齐向前天津海运职业学院工程技术系天津300372

采用g115钢焊条焊接了熔敷金属试板,然后分别在760、780、800、820℃下进行了焊后回火热处理,并对不同回火温度下试样的力学性能和显微组织进行了分析。结果表明,g115钢熔敷金属的最佳回火温度为800℃,随着回火温度的升高,析出相M_(23)C... 详细信息

采用g115钢焊条焊接了熔敷金属试板,然后分别在760、780、800、820℃下进行了焊后回火热处理,并对不同回火温度下试样的力学性能和显微组织进行了分析。结果表明,g115钢熔敷金属的最佳回火温度为800℃,随着回火温度的升高,析出相M_(23)C_(6)有长大的趋势。760~820℃回火后的冲击断口表现为韧窝断裂和准解理断裂特征,在韧窝内存在焊接冶金脱氧过程中形成的球形第二相粒子。

关键词： g115钢熔敷金属回火马氏体力学性能微观组织

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g115钢焊接热影响区组织特征

内蒙古科技大学学报 2020年第1期39卷 34-39页

作者：陈重毅李永清陈正宗麻永林邢淑清内蒙古科技大学材料与冶金学院内蒙古包头014010 内蒙古北方重工业集团有限公司技术中心内蒙古包头014010 钢铁研究总院特殊钢研究所北京100081

通过热模拟法得到了g115钢在不同焊接峰值温度下的热影响区,分析了热影响区相转变规律,利用光学显微镜、扫描电镜观察了热影响区组织形貌,结果表明:g115钢粗晶区和细晶区的组织为板条马氏体,临界相变区为细小板条马氏体和高温回火马氏体... 详细信息

通过热模拟法得到了g115钢在不同焊接峰值温度下的热影响区,分析了热影响区相转变规律,利用光学显微镜、扫描电镜观察了热影响区组织形貌,结果表明:g115钢粗晶区和细晶区的组织为板条马氏体,临界相变区为细小板条马氏体和高温回火马氏体,亚临界相变区为回火马氏体,高温回火组织的形成会降低临界相变区的综合性能.由于临界相变区形成的奥氏体内化学成分、均匀性及稳定性与母材存在较大的差异,导致在冷却过程中马氏体转变点有所提高,Ms由380℃提高到441℃.粗晶区和细晶区产生了强化效果,临界相变区和亚临界相变区产生了软化效果,软化效果与高温回火效应有密切联系.

关键词：金属材料 g115钢焊接热模拟相转变显微组织

g115钢650℃蠕变试验不同时间后的微观组织和硬度

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上海金属 2021年第4期43卷 7-12,18页

作者：周任远翟国丽朱丽慧柯志刚王金磊宋明上海大学材料科学与工程学院上海200444 宝山钢铁股份有限公司中央研究院上海201900 中国特种设备检测研究院北京100029

对经1100℃保温1 h空冷正火和710℃回火3 h的g115钢进行了650℃持续1000、1879、5000和7288 h的蠕变试验,检测了蠕变试验后钢的硬度和显微组织。结果表明:g115钢在650℃蠕变试验0~1000 h内,硬度下降较缓慢,随着蠕变试验时间的进一步延长... 详细信息

对经1100℃保温1 h空冷正火和710℃回火3 h的g115钢进行了650℃持续1000、1879、5000和7288 h的蠕变试验,检测了蠕变试验后钢的硬度和显微组织。结果表明:g115钢在650℃蠕变试验0~1000 h内,硬度下降较缓慢,随着蠕变试验时间的进一步延长,硬度快速下降。正火和回火后,g115钢晶界和板条界析出了较多细小的粒状M_(23)C_(6)相,650℃蠕变试验后,晶界和板条界析出了较细小的粒状M_(23)C_(6)相和较粗大的块状Laves相,晶内析出细小的富铜相和MX相。蠕变试验0~1000 h过程中有大量相析出,并随着蠕变时间的延长而长大。蠕变试验过程中,位错密度下降,马氏体板条变宽,晶粒长大,导致蠕变试验后钢的硬度降低。在蠕变试验0~1000 h的过程中,由于有大量的相析出,钢的析出强化效果显著,部分弥补了位错强化和马氏体板条强化作用的减弱,因此硬度下降缓慢。析出相不仅影响析出强化效果,还阻碍位错密度下降和马氏体板条变宽,是影响g115钢650℃蠕变试验过程中硬度变化的关键因素。

关键词： g115钢长时蠕变试验硬度显微组织析出相

新一代马氏体耐热钢g115钢CMT+P焊接工艺及组织性能探究

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新一代马氏体耐热钢G115钢CMT+P焊接工艺及组织性能探究

作者：庞红宁天津大学

学位级别：硕士

本文针对g115钢CMT+P焊接工艺及组织性能展开研究,通过工艺试验及力学分析等手段,开发g115钢CMT+P焊接工艺,解决g115钢焊接问题,主要结论如下:通过分析送丝速度、焊接速度、保护气、CMT/P比值、焊枪摆动对g115钢平板堆焊焊缝成形的影响... 详细信息

本文针对g115钢CMT+P焊接工艺及组织性能展开研究,通过工艺试验及力学分析等手段,开发g115钢CMT+P焊接工艺,解决g115钢焊接问题,主要结论如下:通过分析送丝速度、焊接速度、保护气、CMT/P比值、焊枪摆动对g115钢平板堆焊焊缝成形的影响以及坡口间隙、焊枪倾角、焊枪摆动对g115钢厚板焊接接头成形的影响。获得了优化的g115钢薄板焊接工艺:保护气为Ar+2.5%CO;CMT/P为1:10、1:15、1:20;送丝速度为4.5～6 m/min;焊接速度为4.5～5.5 mm/s;焊枪摆动幅度和左右停留时间分别为1 mm和0.2 s。优化的厚板焊接工艺为:采用1.5 mm坡口间隙,并配合焊前点焊固定,可以保证引弧端和收弧端均成形良好;焊枪角度在5°～15°之间调整;打底焊采用摆动焊接,摆动参数取1.2。通过分析两种焊接材料(gER95焊材和BYH15焊材)对g115钢焊接接头组织和性能的影响,发现不同焊接材料焊缝金属微观组织出现等轴晶和柱状晶两种形貌,接头内的析出相为MC;gER95焊材焊缝金属析出相含量是BYH15焊材的四倍;gER95焊材焊接接头室温和高温抗拉强度与BYH15焊材相当;BYH15焊材焊接接头的焊缝和焊接热影响区冲击功优于gER95焊材;gER95焊材焊缝金属的硬度大于BYH15焊材。从焊接接头综合力学性能分析,BYH15焊材优于gER95焊材。通过分析三种焊接热输入(5.1、7.1、8.9 k J/cm)对g115钢焊接接头组织及性能的影响,发现焊缝中的析出相含量随焊接热输入增大而增多;随着焊接热输入的升高,焊接接头室温抗拉强度提升10%,高温抗拉强度提升18%;但焊缝金属和HAZ冲击功先升高再大幅下降;焊接接头焊缝金属硬度值逐渐增加。

关键词： g115钢 CMT+P焊接工艺组织性能焊接热输入焊接材料

残余应力对g115钢650℃蠕变-疲劳裂纹扩展速率的作用

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残余应力对G115钢650℃蠕变-疲劳裂纹扩展速率的作用

作者：荣剑英天津大学

学位级别：硕士

在航空,发电等众多行业中,高温部件的性能面临着苛刻的要求,服役时要经受设备启停等多种变化的载荷,使其处于蠕变-疲劳交互的服役条件下。并且由于焊接产生的内部缺陷会导致其服役时发生裂纹扩展行为,因此研究蠕变-疲劳裂纹扩展损伤机... 详细信息

在航空,发电等众多行业中,高温部件的性能面临着苛刻的要求,服役时要经受设备启停等多种变化的载荷,使其处于蠕变-疲劳交互的服役条件下。并且由于焊接产生的内部缺陷会导致其服役时发生裂纹扩展行为,因此研究蠕变-疲劳裂纹扩展损伤机理具有重要的意义,同时焊后残余应力也对部件服役性能产生着重要的影响。本文以新型耐热钢g115作为研究对象,采用蠕变-疲劳裂纹扩展试验结合有限元模拟技术对比分析其蠕变-疲劳裂纹扩展损伤机制及残余应力的作用,主要研究内容如下:(1)采用g115钢紧凑拉伸(CT)试样进行蠕变-疲劳裂纹扩展试验,研究裂纹扩展不同阶段的微观机理。从初始阶段到加速阶段,裂纹扩展模式由穿晶向沿晶转变。初始阶段观察到疲劳辉纹和疲劳条带等疲劳特征损伤组织,之后,蠕变孔洞开始形核长大并伴有二次裂纹,在加速阶段二次裂纹数量增加。此外,利用数值模拟分析了裂纹扩展过程中蠕变、疲劳损伤的变化。从裂纹扩展初始阶段到加速阶段,蠕变损伤逐渐增大,疲劳损伤逐渐减小,与电镜观察结果相符。(2)通过对g115钢紧凑拉伸(CT)试样的预压缩试验进行有限元模拟,分析能预制得到最大拉伸残余应力场的试样形状尺寸以及压缩载荷。发现当试样缺口半径为2.5mm,压缩载荷最大值为17kN时,试样缺口处得到的拉伸残余应力场最大。另外,通过实际预压缩试验结果与有限元模拟结果的对比,以及利用X射线检测仪对试样残余应力场的测量结果与有限元模拟结果的对比,验证了有限元模拟结果的准确性和可用性。(3)通过对g115钢650℃下蠕变-疲劳裂纹扩展试验,对不同保载时间,不同初始裂纹深度以及有无残余应力作用对裂纹扩展速率的影响进行了研究。研究发现,随着保载时间的增长或初始裂纹深度的减小,裂纹扩展速率降低,寿命增长,残余应力对裂纹扩展的影响减小。并且残余应力对裂纹扩展的初始阶段影响比较显著,一定程度地缩短了裂纹的萌生期。对于应力强度因子范围与扩展速率的曲线,残余应力的作用使曲线开始时的“对勾”现象消失,原因可能与初始应力场的分布有关。而(C)参量与扩展速率有着良好的线性关系。

关键词： g115钢蠕变-疲劳裂纹扩展有限元模拟残余应力