耐热铁素体钢焊接热影响区蠕变强度

ALLISON · 发表于 2013-3-28 15:17:10

耐热铁素体钢焊接热影响区蠕变强度
降低现象与组织变化
杜建英译李建勇校

（苏州热工研究院，江苏苏州，215004）

[摘要] 研究了经高温服役后Cr含量对铁素体耐热钢蠕变断裂强度及微观组织变化的影响，以弄清其热影响区（HAZ）蠕变断裂强度恶化的机理。模拟了从 1103 至1473K 温度区间的焊接热循环，用来测试从 2%Cr-3%Co-1.5%W-V,Nb 铁素体钢板机械加工试样。经过在1103K 下1.8ks 热处理，模拟焊后热处理，在温度 923K 许用应力 98Mpa 下估计了蠕变断裂强度，并且进行了各种微观组织检查。和前面报道的 10%Cr 钢一样，2%Cr 热影响区（HAZ）被加热到峰值温度在1173-1273K温度间蠕变断裂强度下降，且热影响区经过蠕变测试后有低密度的主要由直径小于0.1μm的MX型碳化物、氮化物组成的细小颗粒，相比较在母材里形成弥散强化。然而在2%Cr的热影响区的蠕变断裂强度的恶化程度要比10%Cr钢要小。2%Cr 钢热影响区里诸如 M23C6 型碳化物和 MX 型碳化物氮化物的细小颗粒的生长速度比 10%Cr 钢里的生长速度小。和10%Cr 钢热影响区一样，确认 2%Cr 钢热影响区细小 MX 的生长通过 Cr 的扩散按 Ostwald 成长进行。Ostwald成长速率被描述成 Cr 含量的函数，它随 Cr 含量增加而增大。结论是，在 10%Cr 钢的热影响区里的蠕变断裂强度的恶化表明在焊接热循环期间的碳化物的部分固溶会加速 Ostwald 成长，确认是在 2%Cr 钢中也存在的普遍规律。
[关键词] 焊接热影响区蠕变断裂强度铁素体钢耐热钢

1．前言
火电厂主蒸汽管道等使用的高 Cr 铁素体耐热钢，在焊接的热影响区蠕变强度比母材会降低即发生 HAZ 软化。这一现象的特征如图 1 所示，在粗晶区外侧的细晶粒 HAZ 发生断裂（IV 型断裂）。

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