不锈钢堆焊层剥离断裂的金属学本质

通过电解充氢试验研究了不锈钢堆焊层剥离断裂的影响因素，并着重分析了这一断裂问题的金属学本质，结果显示，经过焊后热处理，堆焊过渡区碳，铬元素有迁移。在氢致剥离裂纹产生的区域，碳和合金元素分布有突变，研究也表明，碳化物沉淀，相变产物的存在及其与空位，位错等微观缺陷，应力，进入金属内部的氢交互作用，是剥离断裂产生和发展的主要原因。     

焊后热处理条件对不锈钢堆焊层氢致剥离的影响

采用自行设计的电解充氢试验方法研究了焊后热处理条件对不锈钢堆焊层熔合区合金元素分布的影响，比较了不同焊后热处理条件对不锈钢堆焊层氢致剥离的影响，试验结果显示：铁、镍、钼元素分布变化不大，熔合线堆焊层侧增碳层宽度增加，氢致剥离的倾向也增大。     

奥氏体不锈钢堆焊层熔合区剥离原因分析

使用超声波检测热壁加氢反应器时,发现剥离裂纹。采用奥氏体不锈钢双丝带极埋弧堆焊2．25Cr—1Mo钢试板,根据奥氏体不锈钢的焊接性,提出了合理的焊接工艺参数。通过对2．25Cr-1Mo奥氏体不锈钢堆焊试件,模拟加氢反应器不同工况条件下运行试验,然后对堆焊试件解剖,并进行无损检验、力学性能测试、显微组织观察等,分析堆焊层熔合区剥离的原因及形成过程,为以后加氢反应器的安全运行和完善操作条件提供依据。     

堆焊结构的氢浓度分布及其对剥离断裂的影响

采用有限元分析方法计算堆焊结构中氢浓度的分布，并将电解充氢试验条件下试块中氢扩散行为的计算结果和高压釜试验条件的计算结果进行对比分析。计算结果表明，采用电解充氢方法，可以在熔合线附近获得与高压釜充氢数值相近的氢浓度峰值，而到达这一峰值的时间较短。通过解析模型比较了不同试样条件和电解充氢条件对试验结果的影响。结果显示，增大充氢电流密度，延长充氢时间，减薄母材厚度，均使氢浓度峰值升高，从而使堆焊层剥离     

不锈钢带极堆焊工艺研究

研究了不锈钢带有电渣堆焊工艺参数对堆焊层稀释率的影响规律和外加磁场对焊接质量的影响;提出了０．４ｍｍ×５０ｍｍ焊带堆焊工艺参数的稀释阈值和工艺阈值,其值分别为５０ｋＪ／ｃｍ和９０ｋＪ／ｃｍ;微观金相分析还表明：熔合区粗大奥氏体组织和增Ｃ层宽度是影响堆焊层抗氢致剥离能力的重要因素。     

加氢反应器不锈钢堆焊熔合区氢剥离行为的分析

针对309L+347L双层不锈钢带极堆焊工艺,采用高温、高压釜试验方法进行了氢剥离试验研究,试验发现氢剥离裂纹萌生于紧靠熔合区硬化带的纯奥氏体晶界并沿平行于硬化带的奥氏体晶界扩展.结果表明,氢剥离的主要机制是H原子在硬化带与奥氏体不锈钢结合界面高度聚集,造成紧靠硬化带的纯奥氏体晶界脆化,在结合界面高剪应力的作用下,裂纹萌生和扩展.采用较小的焊接热输入,抑制309L堆焊层奥氏体晶粒过分长大并保证铁素体含量;采用合理的焊后热处理,减小硬化带厚度及控制加氢反应器停运的冷却速度是防止氢剥离的有效措施.     

铁素体—奥氏体双相不锈钢焊缝金属的氢致断裂

用恒变形速率拉伸试验方法研究了铁素体－奥氏体双相不锈钢焊缝金属的断裂行为。发现裂纹起源与焊缝中氧化物夹杂有关，氢的存在影响裂纹起源点的位置；裂纹的扩展是一个非连续过程，不同阶段的断口形貌不同；γ相阻碍裂纹的扩展，δ相晶粒内的γ片常形成撕裂棱，δ晶粒间的γ相中常形成韧窝；当氢含量、氮含量提高时，易于形成穿晶解理断口。     

反应堆压力容器不锈钢堆焊层剥离问题分析及工艺控制

反应堆压力容器（简称RPV）属于核电厂的心脏设备,长期在高温、高压、强腐蚀和强辐射的环境下运行。不锈钢堆焊层剥离属于RPV制造中的重大问题,处理代价大。选取华龙一号RPV制造过程中发生的主螺栓孔堆焊和顶盖密封面堆焊层剥离案例,对不锈钢堆焊层剥离的影响因素进行分析研究,提出了预防不锈钢堆焊层剥离的工艺控制关键点,包括：焊接方法、焊接位置、焊接参数、搭接量、预热、焊接工位及操作规范,为后续华龙一号RPV的制造提供了技术积累和工程经验。     

奥氏体不锈钢焊缝金属氢致滞后断裂门槛值的研究

308L和347L奥氏体不锈钢焊缝金属能发生氢致滞后断裂。而且比304L母材更敏感,用单边缺口试样动态充氢测出的氢致滞后断裂门槛应力强度因子KIH随可扩散氢浓度c0的对数而线性下降,即KIH=85.2-10.7lnc0(308L),KIH=76.1-9.3lnc0(347L),KIH=91.7-10.1lnc0(304L),三种材料氢致滞后断口形貌与K1以及c0有关,当KI较高或c0较小时是韧窝断口,当KI较低或c0较高时是脆性断口。     

热渗氢后309L和347L钢堆焊层的低频疲劳特性

研究了经高温高压渗氢后 ,30 9L 和 347L 不锈钢堆焊层短裂纹的低频疲劳特性。并用 da/d N=C(ΔJ) n 计算了裂纹扩展速度和门槛值。结果表明 ,经热渗氢后 ,30 9L和 347L堆焊层裂纹扩展的门槛值 (ΔJth)分别从空气中的 196× 10 - 6 MN/m和 35 5× 10 - 6 MN/m,下降为 144× 10 - 6 MN/m和 2 5 2× 10 - 6 MN/m;da/d N～ ΔJ曲线也比空气中的向左移 ,提高了裂纹扩展速度。说明热渗氢显著增加了不锈钢堆焊层低频破坏的敏感性     

铌对焊缝氢致裂纹敏感性及显微组织的影响

本文利用G-BOP 试验方法探讨了铌含最对低合金钢手工电弧焊焊缝氢裂纹敏感性及其显微组织的影响。结果表明,增加焊缝中的铌含量会增大焊缝氢致裂纹的敏感性,但当铌含量低于0.03%时,看不到这种有害倾向.降低焊缝中的氢含量能有效地降低焊缝的氢裂倾向。但随铌含量增高,这种效应减弱。铌能抑制焊缝中晶界铁素体生长,促进铁素体与第二相(即魏氏组织)形成。本文讨论了其机理,并提出了新的设想.通过回归分析得出焊缝氢致裂纹率Pc 与铌含量、焊接线能量E、焊缝含氢量H_(?w)以及母材预热温度T_0之间的关系式。     

9%Ni钢焊接熔合区的氢致裂纹与马氏体带的关系

利用金相法、超高温显微镜及超高压透射电子显微镜技术,对9%Ni 钢焊接熔合区马氏体带的特性,拉应力对9%Ni 钢焊接熔合区组织,性能的影响进行了探讨。试验得出用Cr17Ni13Mn8W3奥氏体钢焊条焊接9%Ni 钢时,熔合区马氏体带中包含具有孪晶精细结构的马氏体,该马氏体带的相变滞后于热影响区的马氏体,其中的残余奥氏体稳定性不高,在拉应力作用或低温条件下易于转变成马氏体,从而增加了熔合区氢致裂纹倾向。提出了9%Ni 钢焊接熔合区氢致裂纹形成的模型。     

铪对铸造镍基高温合金焊接裂纹的影响

对含铪铸造高温合金在TIG焊接凝固过程中物理冶金特性的研究结果表明,铪显著降低合金焊接裂纹的敏感性。铪增加合金r+r’共晶量并扩大凝固温度范围,使合金枝晶间微液池在很宽温度范围内相互连通。凝固后期富铪熔体具有良好的流动性和润湿性并具有趋肤效应,趋肤液是含铪量高于6%的多元共晶液,它具有自钎接性能,对裂纹起“自愈合”作用。这些结果证明,合金凝固范围宽窄不是影响焊接裂纹的唯一因素,最后凝固液体的物理化学性质具有重要作用。