长期服役P92钢力学性能及微观组织研究

长期服役的P92钢由于长时间在高温高压环境下工作,其组织和性能均发生了显著变化,因此研究其性能和组织变化规律,揭示性能变化的内在因素对保证P92钢长期安全稳定运行具有重要意义。文中以服役时间50 000 h的P92钢为研究对象,通过分析其化学成分、光学金相组织、显微硬度,常温拉伸、冲击、扫描电镜及能谱分析,结果表明：长期服役之后的P92钢母材屈服强度、抗拉强度仍保持较高水平,断后伸长率略微下降。冲击吸收功从140 J降低至20～30 J,冲击韧性下降明显。通过扫描电镜观察析出形态及析出位置,发现大量大尺寸析出相在晶界及亚晶界聚集析出,严重弱化晶界是材料冲击性能严重下降的主要原因。     

P92钢焊接接头蠕变本构关系

通过热处理方法模拟焊接热循环,在 3.53 K/s 的升温速度下制备 P92 钢焊接热影响区各微区的模拟组织试样,通过单轴蠕变试验获得 923K 下 P92 钢熔敷金属、热影响区各微区和母材组织不同应力水平下的单轴蠕变数据,用最小二乘法拟合得到 P92钢焊接接头各区域组织在稳态蠕变条件下的蠕变本构方程.结果表明,相比焊接接头其它微区组织,试验应力较低时,细晶区的蠕变应变率最大,因此在低应力下细晶区容易发生蠕变开裂;随着应力水平的增加,焊接接头和母材蠕变速率逐渐超过细晶区,蠕变断裂易发生在焊缝或母材上.

Abstract：

The welding heat thermal cycle was simulated through the heat treating method, and the simulated microstructures of the coarse grain heat-affected zone (CGHAZ), fine grain heat-affected zone (FGHAZ) and intercritical heat-affected zone (ICHAZ)of P92 steel were prepared by using a furnace at 3.53 K/s of heating rate. The uniaxial creep data of the base metal, deposited metal and simulated CGHAZ, FGHAZ and ICHAZ specimens were obtained through the creep tests under the temperature of 923 K, and the creep constitutive equations of each material were obtained too. The result shows that the creep strain rate of FGHAZ is higher than the other zones of the welded joint under the low stress. So the creep rupture is easy to occur in te FGHAZ. In addition, the creep properties are obviously different among the CGHAZ, FGHAZ and ICHAZ, which indicate the HAZ has the obvious material heterogeneity.     

P92钢焊接接头的高温抗氧化性研究

P92钢因优异的综合性能逐渐成为超超临界机组过热器、再热器等零部件的理想用钢,材料经焊接后,焊接接头在服役温度中的高温抗氧化性直接影响零部件的使用寿命。利用增重法研究P92钢焊接接头在650℃高温空气介质中的氧化动力学,采用OM、SEM观察和分析氧化层表面及截面形貌,利用XRD分析氧化物物相。结果表明:在一定温度下,P92钢焊接接头各区域氧化速率均是先增加后降低,然后趋于稳定值,符合抛物线规律;在650℃空气介质中氧化132 h后,焊接接头中距焊缝3 mm热影响区A部位、焊缝、母材各区域氧化层的厚度分别为45μm,30μm,27μm;焊接接头氧化后表面的主要氧化产物为Fe_2O_3。     

P92钢焊接接头持久强度及微观组织分析

通过对SA335P92钢焊接接头进行600℃×104h高温持久性能试验,外推焊接接头600℃下105h的持久强度值为116 MPa.借助金相分析仪、透射电镜和能谱仪分析了P92钢焊接接头高温持久试验前后的组织结构.结果表明,原始P92钢焊接接头的金相组织为回火马氏体,主要的沉淀相有M23C6碳化物,晶内存在高密度的位错...     

P92钢焊接接头显微组织与性能的研究

采用合适的焊接工艺对P92钢进行焊接,利用硬度计、金相显微镜和万能拉伸试验机对其焊接接头的硬度、微观组织和常温拉伸力学性能进行分析。结果表明:P92钢焊接后焊缝区组织为铁素体+马氏体+碳化物,热影响区组织为马氏体或铁素体+马氏体,母材区为索氏体+碳化物,且在其焊缝处发现存在δ相;焊接接头部位,焊缝区的硬度最高,热影响区的次之,母材区的硬度最低;焊接接头抗拉强度为707 MPa,屈服强度为579 MPa,断裂部位在热影响区。     

超声波检测P92钢焊接接头的几个特殊问题

分析了P92钢与P91钢、碳钢,低合金钢的声学性能差异,提出了在对电厂主蒸汽管道进行超声波探伤P92钢焊接接头时需要注意的几个问题,并在实际工作中取得了较好的效果.     

厚壁P92钢管道焊接热处理工艺试验研究

1 000 MW超超临界火力发电机组主蒸汽厚壁P92钢管道焊接热处理是火电建设工程中技术难度较高的一类问题,尤其是壁厚>100 mm的P92钢管道焊接热处理。文中结合某1 000 MW超超临界二次再热火电机组118 mm壁厚的主蒸汽P92钢管道的焊接热处理,焊接热处理过程中严格执行焊接工艺,并采用中频感应加热的方法对试样管进行了焊后热处理,热处理后焊接接头的硬度值、金相组织、力学性能数据完全满足P92钢的性能要求。该厚壁P92钢管道焊接热处理工艺方案可为后续同类型部件的焊接热处理提供借鉴。     

P92钢焊接接头超声波检测缺陷的分析

通过对新型马氏体耐热钢SA335-P92钢焊接接头中可不记录缺陷的再判定,来阐述该钢的焊接接头超声波检测的技术。试验表明,对按标准判定的缺陷,不管它是处于判废线与定量线之间,还是在评定线以下的缺陷,都应加以分析后判定。     

P92钢埋弧焊焊接工艺

华能营口电厂33#机组是国内首台600 MW超超临界机组,主蒸汽管采用SA335P92钢,是国内新引进的电站用钢.本文通过对3#机组P92钢管道的工厂化施工,介绍了P92钢的特点、埋弧焊焊接工艺及焊接过程中的控制要点.     

影响P92钢焊缝冲击韧性的焊接工艺

P92钢是新型铁素体耐热钢,已广泛应用于超(超)临界燃煤发电机组。相比其他铁素体耐热钢,P92钢具有更高的高温强度和蠕变性能,其抗热疲劳性、热传导系数和热膨胀系数远优于奥氏体不锈钢,抗腐蚀性和抗氧化性优于其他9%Cr的铁素体耐热钢。P92钢的焊接技术已较为成熟,但其焊接接头易出现焊缝冲击韧性偏低的问题。影响P92钢焊缝金属冲击韧性的主要因素是焊接热输入。细焊条、薄焊层、多层多道焊,适当的预热温度、层间温度,足够的高温回火温度和恒温时间,是保证焊缝冲击韧性的有效措施。     

P92钢高温管道焊接接头Ⅳ型裂纹形成原因及防止措施

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。     

ASTMA213-T92钢焊接热影响区的微观组织

利用热模拟方法,研究了ASTMA213-T92钢焊接热影响区的微观组织特征.结果表明,当热模拟峰值温度（Tmax）低于T92钢AC1时,热影响区中主要为板条状回火马氏体组织.当Tmax超过AC1时,焊接热影响区中开始出现M-A组元,主要分布在板条马氏体边界、原奥氏体晶界及正在转变的马氏体板条内部.在Tmax为1 350...     

超超临界机组主蒸汽P92钢的焊接

根据华能玉环电厂超超临界机组主蒸汽管道P92钢的现场焊接实践,详细介绍了P92类新型铁素体耐热钢的焊接技术要点以及改善焊缝金属韧性、减小HAZ软化及Ⅳ型裂纹的具体措施.通过采用性能优良的焊材,采取"小线能量、快速连弧、小摆幅、薄焊层、多层多道焊"的操作方法,严格控制预热温度和层间温度,采用分区加热的热处理工艺,全过程旁站监督控制,从而得到了优良的焊缝.     

P92钢的焊接连续冷却转变曲线

利用热膨胀法,通过Gleeble1500热模拟机测定了P92钢焊接连续冷却转变过程中的膨胀曲线。采用共聚焦显微镜,扫描电镜对不同冷却速度下的试样进行显微组织观察及分析;利用显微硬度计测量了不同冷速下的显微硬度。通过对P92钢连续冷却特性分析和比较得出P92钢的焊接连续冷却转变曲线(SH-CCT曲线)。结果表明,P92钢的焊接CCT曲线分为两个区域,在高温区的类珠光体转变区,在低温区的马氏体转变区。P92钢在0.01~0.1℃/s的冷速范围内获得类珠光体+马氏体+残留奥氏体的混合组织;当冷却速度大于等于0.5℃/s时,获得马氏体与残留奥氏体的混合组织。     

P92钢的CMT+P焊接接头组织性能

介绍了冷金属过渡+脉冲(CMT+P)焊接的焊接方法和特点. 采用CMT+P焊接工艺对P92钢板进行了对接焊接试验,并对比分析了P92钢的CMT+P焊接工艺与TIG打底+SMAW填充焊焊接工艺的焊接接头组织和性能. 结果表明,两种工艺的焊接接头经热处理后均为回火马氏体组织,且CMT+P的马氏体板条间距较小,热影响区为等轴晶且较窄,高温蠕变性能相对较好;CMT+P焊接接头抗拉强度优于母材,且冲击韧性与TIG打底+SMAW填充焊焊接头冲击韧性水平相当. 进而证实了CMT+P可作为P92钢焊接工艺的一种新选择.     

P91钢电弧焊焊接接头的组织与性能

P91钢是按照美国ASME标准SA-335生产的一种中合金耐热钢,常用于制造锅炉压力容器,在常温下,其组织特征为马氏体,具有高温强度高、抗氧化性能和抗蠕变性能好等特点.     

回火和时效对SA335 P92钢焊接接头力学性能的影响

系统研究了不同回火和时效工艺对SA335 P92钢焊接接头力学性能的影响。结果表明,SA335 P92钢焊接接头760℃回火后的硬度和冲击性能均优于740℃回火处理和三次修复;相同应力下,三次修复试样的蠕变断裂速率显著快于另两种工艺试样,这表明SA335 P92钢焊接接头修复次数不应超过两次。经回火处理后,焊缝力学性能随时效时间延长降低;时效导致热影响区的软化区从距熔合线3 mm移到距熔合线2 mm处。     

国产SA-335P92钢的焊接工艺性能

新型马氏体耐热钢SA一335P92以其卓越的抗高温蠕变性能被广泛用于超超临界机组中。文中对国产SA-335P92钢的焊接性进行了试验研究,通过斜Y形坡口焊接裂纹试验和再热裂纹试验等确定了国产SA-335P92钢的预热温度和焊后热处理温度。然后选择合适的焊接材料和焊接工艺进行焊接试验,通过焊接接头的力学性能等试验证明国产SA-335P92钢能够满足使用性能的要求。     

USC机组耐热钢P92焊接接头力学性能

通过冲击试验和硬度试验并结合扫描电镜观察,研究热处理前后P92钢焊接接头的韧性和硬度变化,结果表明:P92钢焊态接头韧性较差、硬度较高,经过焊后热处理后焊接接头的冲击韧性明显提高、硬度显著下降。焊后热处理能够明显改善P92钢焊接接头的性能,而较大的焊接热输入是导致P92钢焊接接头性能差的主要原因。