不锈钢冷堆工艺对SA-508Gr.3 Cl.1钢裂纹敏感性的影响分析

为了分析不锈钢冷堆工艺对母材裂纹敏感性的影响,采用实际产品堆焊参数进行了堆焊试验,结合裂纹产生机理,分析了合金化学成分及热处理工艺对低合金钢裂纹敏感性的影响。研究表明,SA-508Gr.3 Cl.1钢在SA-508Gr.2 Cl.1钢的基础上,减少了硬化元素含量,严格控制氢含量,降低了再热裂纹和氢致裂纹的敏感性;堆焊前对母材进行预热,堆焊后进行后热处理或消除应力热处理,进一步抑制了母材氢致裂纹的产生。在不预热的情况下进行耐蚀层的堆焊,对低合金钢母材及热影响区的热影响较小。通过磁粉及液体渗透检验,过渡层与母材的交界处及熔合线下3 mm的范围内无显微裂纹等缺陷,不会增加低合金钢母材及热影响区层下裂纹的风险,减少了堆焊层在高温的停留时间,降低了产生硬脆相的可能,使堆焊层质量更加可靠。     

核电SA508-3钢研究进展

SA508-3钢具有强度高、韧性好和辐照脆化敏感性低等特性,是广泛应用的核电用钢。通过介绍其组织结构、化学成分、力学性能、冶金工艺、热处理工艺和焊接性能等几个方面,阐述了目前SA508-3钢的研究进展,为进一步提高钢的综合性能和研发下一代核电用钢提供了参考。     

基于JMatPro软件TIG堆焊层Co-8.8Al-9.8W-0.2B合金的相组成及开裂行为

Co-Al-W合金是一种由γ′-Co3(Al,W)相沉淀强化的新型钴基高温合金,为了研究含硼合金在不锈钢基体上TIG堆焊层的开裂行为,通过JMat Pro热力学模拟计算软件,对堆焊层Co-8.8Al-9.8W-0.2B合金不同部位析出相的类型、含量进行了模拟计算和实验验证。研究发现,堆焊层0.2B合金不同位置相组成相同,但含量不同。根据对堆焊层合金相组成和含量的分析,堆焊层表面出现的裂纹主要为热裂纹,裂纹的形成是热应力、相变应力以及Laves相综合作用的结果。     

21CrMoV5.11钢连铸辊断裂失效分析

用断口形貌、化学成分、显微组织及力学性能测试等对21CrMoV5.11钢连铸辊早期断裂进行分析。结果表明,连铸辊的断裂属于疲劳断裂。疲劳源为堆焊层表面由于堆焊工艺控制不当而产生的周向裂纹;堆焊层组织为回火马氏体,伸长率极低,加速了疲劳裂纹的扩展;基体组织为保持马氏体位相的回火索氏体,冲击吸收能量较低,促进了连铸辊的疲劳断裂。     

14Cr9Mo1.5Co1.2VNbNB双钨极氩弧焊堆焊接头成分和性能

对某超超临界汽轮机转子用14Cr9Mo1.5Co1.2VNb NB(FB2)钢进行双钨极氩弧焊(D-TIG),采用化学分析及硬度检测的方式分别测量不同厚度的化学成分和硬度,分析其变化规律;使用光学显微镜(OM)观察和分析堆焊接头的组织,并进行堆焊接头无损检测及力学性能测试。结果表明:在不同堆焊方案下,随着堆焊层厚度增加,堆焊层熔敷金属化学成分逐渐接近焊丝的化学成分,热影响区(HAZ)硬度较高,当达到堆焊层后硬度逐渐均匀;金相图片显示焊缝均无裂纹。堆焊接头无损检测和各项力学性能满足机组性能要求。     

核岛主设备用SA508-Ⅲ钢锻件性能研究

介绍了核岛主设备用SA508-Ⅲ钢锻件的制造工艺,探索出合理的热处理工艺。并对SA508-Ⅲ上筒体锻件的金相组织、化学成分、力学性能等进行了分析。结果表明:SA508-Ⅲ上筒体锻件的金相、化学成分,室温和350℃的机械强度,-20℃、80℃的冲击功和侧向膨胀量均满足规范要求;采用P2型试样测得的断裂最高温度TNDT,满足TNDT≥-20℃的要求。     

马氏体时效钢金属粉芯焊丝堆焊层的性能

采用脉冲TIG焊马氏体时效钢金属粉芯焊丝堆焊铝合金压铸模表面来提高模具表面性能.利用SEM、TEM和XRD对堆焊层的微观组织和相特点进行分析.结果表明,堆焊层金属在时效处理后利用低碳马氏体基体上沉淀析出的金属间化合物(Ni3Ti、Ni3(Al,Ti))强化,得到较高硬度和强度,兼具一定韧性的耐疲劳堆焊层,发现还析出(Ni2.9Fe0.1)Ti、(Ni0.7Fe0.3)Al相.与18Ni马氏体时效钢和H13钢实心焊丝进行抗热疲劳试验对比,测试热循环作用下的硬度变化、产生热疲劳裂纹的热循环次数及热裂纹扩展速率,结果显示金属粉芯焊丝堆焊层具有较高的抗热疲劳性能.     

核电接管安全端308L/309L异种金属焊接接头拉伸断裂行为

对核电接管安全端异种金属焊接接头(SA508-3-308L/309L-316L)进行拉伸、硬度试验及显微组织观察,确定接头拉伸断裂位置并研究断裂位置产生原因。结果表明:焊缝在接头具有最低强度及塑性,断裂位置为焊缝隔离层;隔离层中铁素体大部分呈板条状,因此隔离层裂纹扩展穿透两相界面相对较少,裂纹扩展阻力更小;隔离层相对于对接焊缝硬度更高,隔离层具有高的位错密度,因此残余应力大,导致硬度升高,降低隔离层临界塑性变形能力;焊缝与SA508-3钢为低强度匹配,高的三轴应力及塑性应变主要分布在隔离层内,裂纹更易萌生。     

FCAW堆焊双相不锈钢2205工艺分析

采用药芯焊丝二氧化碳气体保护焊(FCAW)在低碳钢表面堆焊一层双相不锈钢表层,综合分析了双相钢堆焊层的力学性能、耐腐蚀性能及铁素体-奥氏体(α-γ)两相组织的演变规律。结果表明:选用E2209T1-1药芯焊丝,配合空冷冷却方式,并合理控制焊接热输入为20. 25 kJ/cm,堆焊层可以获得综合力学性能优异的两相组织;两相组织包括沿晶界或亚晶界分布的针叶状奥氏体和不连续分布的块状铁素体,且堆焊层的铁素体含量约为42%;堆焊层兼具优良的力学性能和耐腐蚀性能。     

低合金钢自动回火焊接过程中热影响区组织转变

采用回火焊道工艺在低合金钢SA508-3钢管上堆焊镍基合金制备试验件,利用该试验件研究不同堆焊层对应的热影响区组织形貌。结果显示,首层堆焊使SA508-3钢热影响区形成淬火马氏体,但该类组织在随后的堆焊层焊接热过程中会发生回火转变,并随着焊层的增加,转变效应累积,最终完全纠正热影响区的淬火不良组织。试件两端焊趾附近区域因高温回火累积时间不足造成的回火不充分,使得首层堆焊在热影响区产生内马氏体以及由于热影响区内残余奥氏体分解产生的马氏体等不良组织未得到完全纠正,可通过特定工艺的补充焊接予以消除。     

淬火冷速对大型核电压力容器用钢显微组织和力学性能的影响

采用光学显微镜和力学性能测试等研究了淬火冷速对大型核电压力容器用SA508-3钢显微组织及力学性能的影响,尤其对落锤冲击性能的影响。结果表明:随着冷速的增加,SA508-3钢的显微组织由宽大的上贝氏体+粒状贝氏体组织向细小下贝氏体+马氏体组织转变。淬火冷速对SA508-3钢的常/高温强度影响不大,而对冲击韧性的影响显著,尤其对零塑性转变温度(NDTT)的影响显著。低冷速下的NDTT只能达到≥-13.3℃,而高冷速下的NDTT大幅度降低,达到≤-48.3℃。     

合金元素对A508-3钢平衡相转变相析出的影响

采用Thermo-Calc热力学软件计算了A508-3钢的热力学平衡相,研究了合金元素对A508-3钢平衡相转变相析出的影响。结果表明,A508-3钢平衡相转变时的析出相为渗碳体、KSI碳化物、M7C3、MoC和Mo2C,其中KSI碳化物是含Mo较多的渗碳体。综合各元素的影响,在平衡态条件下,C为0.19%时,Mn控制在中高限,Mo控制在0.47%～0.49%对力学性能的提高是有利的;C为0.17%时,Mn控制在中高限,Mo控制在0.51%～0.53%是冶炼时较为合适的成分控制范围。     

J-R fracture characteristics of ferritic steels for RPVs and RCS piping of nuclear power plants

J-R fracture resistance tests have been performed on 3 heats of SA508-Gr.3 nuclear reactor pressure vessel (RPV) steel as well as 2 heats of SA516-Gr.70 and a heat of SA508-Gr.1a steels for nuclear reactor coolant system (RCS) piping. For the latter two steels, dynamic in addition to static J-R fracture resistances were investigated. From the test results of the SA508-Gr.3 steels, the J-R fracture resistance was superior in the following order: Si-killing steel, modified VCD steel and VCD steel. Microstructural analyses were carried out to correlate J-R fracture resistances with microstructural characteristics. According to the test results for SA508-Gr.1a and SA516-Gr.70 steels, all of the tested steels showed steep drops in fracture resistance at certain temperature and loading rate combinations. One heat of SA516-Gr.70 steel was very sensitive to dynamic strain aging and its fracture resistance was significantly low. It was concluded that microstructural and chemical factors affect the J-R fracture and DSA characteristics of SA516-Gr.70 steels. This article is based on a presentation made in the “Symposium on Nuclear Materials and Fuel 2000”, held at the Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI), Taejon, Korea, August 24–25 under the auspices of the Ministry of Science and Technology (MOST).     

Al元素对TRIP钢组织的影响

研究不同热处理条件下不同成分TRIP钢的组织变化,并借助Thermo—Calc热力学软件对试验钢进行了平衡热力学计算。结果表明,Al的加入会对TRIP钢的组织变化过程产生一定的影响;该计算结果可为TRIP钢的成分优化及热处理工艺确定提供参考。     

核电压力容器SA508-3钢内部裂纹高温焊合实验

裂纹缺陷严重影响大型锻件的合格率及使用寿命。为保证核电大型锻件质量、提高核电压力容器安全性,以加热温度、下压量以及保压时间为参数,采用预置裂纹方式对核电压力容器用钢SA508-3进行内部裂纹高温焊合实验研究。裂纹焊合效果采用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析及力学性能实验等进行评价。结果显示,在高温短时间小变形情况下SA508-3材料内部裂纹均能焊合,裂纹焊合最低条件为:加热温度1100℃,变形量10%,保压时间15 s;焊合后试样强度值与基体相似,但塑性值有较大波动;根据扫描电镜及能谱分析确定,试样连接过程中带入的大量夹杂物是材料塑性指标波动较大的主要原因。     

铸钢件2．5Cr-1Mo系列材质化学成分与力学性能关系的探讨

通过对铸钢件2．5Cr－1Mo材质化学成分及力学性能数据的分析和探讨,从控制有害元素、优化化学成分等几方面进行优化,确保此类产品批量生产时的化学成分及力学性能100％合格,满足顾客要求。     

核电SA508-3钢奥氏体晶粒长大规律的研究

利用箱式电阻炉对SA508-3钢进行了不同条件下的加热保温实验,分别讨论了加热温度及保温时间对奥氏体晶粒长大的影响。实验结果表明:MC型化合物的溶解温度大约处于1050~1100℃之间。当保温时间恒定,温度低于1050℃时,晶粒生长缓慢,随温度的升高,生长速率增大。保温温度恒定时,在保温初期晶粒急剧长大,随保温时间的延长,晶粒长大趋势趋于平缓。在此基础上,建立了SA508-3钢奥氏体晶粒长大数学模型。     

A3钢热裂敏感性的研究

通过对连铸小方坯的常用材料A3钢的高温力学性能的测定、热裂环试验,分析了化学成分、夹杂物、浇洼温度对其热裂倾向的影响。结果表明,在众多的影响因素中,钢水的化学成分对热裂的形成有决定性作用,而夹杂物和浇注温度对热裂的形成也有明显的影响。     

Analysis of High-temperature Boiler Tube Failure for T91 ＆ T22

IN2x600MW units of one power plant,the type oboiler is sub-critical,primary reheat,natural circulationbalanced draft,single drum and semi-open coal burnerrating evaporation1745t/h.Its superheater waconsisting of64panels of tubes with12loops eachpanel.The raw materials of tubes was chosen oSA213-T91medium-chrome martensitic heat resistansteel for high temperature part of superheater outletand SA213-T12&SA213-T22low-alloy heat resistansteel for low temperature part.The design temperaturof t…     

50钢汽车前轴开裂原因分析

50钢是一种中碳高强度碳素结构钢,主要用于制造动负载、冲击载荷不大以及要求耐磨性好的机械零件。针对50钢在加工成汽车前轴过程中发生开裂问题,取开裂缺陷试样进行成分、金相等理化性能检测分析。分析结果表明：加热过程中过热产生魏氏组织,导致样件塑性、韧性下降,从而造成开裂。