超超臨界機組用P92鋼焊縫金屬組織與性能.pdf

1、P92鋼憑借良好的抗蠕變性能、高溫強度、低膨脹系數、良好的焊接性和可加工性，已在我國超超臨界機組主蒸汽管道及高溫再熱蒸汽管道等重要承壓部件中得到了廣泛的應用。本文以服役5萬小時后P92鋼焊縫金屬、母材和時效處理P92鋼焊縫金屬為研究對象，采用光學顯微鏡(OM)、X射線分析儀(XRD)、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、萬能試驗機、沖擊試驗機、布氏硬度計等分析測試技術，研究了服役及時效過程顯微組織和力學性能變化，分析了組織演變對力學

2、性能的影響。
　　服役5萬小時后，P92鋼母材仍保持回火馬氏體板條形貌，馬氏體板條并未發(fā)生明顯的回復現象;服役過程中，沿原奧氏體晶界及板條束界分布的析出相尺寸增大，數目增多。服役后P92鋼母材的強度和塑性較好，但韌性明顯下降，母材的沖擊功降低，發(fā)生時效脆化現象。
　　服役5萬小時后的P92鋼焊縫金屬原奧氏體晶粒內部仍由不同位向的馬氏體板條束組成，由于晶界位置臨界形核能較低，Laves相與M23C6相聚集分布于晶界和板條束界處

3、。服役5萬小時后的P92鋼焊接接頭仍保持較高的強度，但塑、韌性下降，焊縫金屬發(fā)生嚴重的時效脆化現象，沖擊功平均值低于20J。在服役后的焊縫金屬中發(fā)現多條蠕蟲狀的微裂紋，局部位置還存在尺寸極小的微裂紋聚集區(qū)，這些微裂紋的最大尺寸不超過1 mm，寬度在0.1mm以下。
　　受焊接熱循環(huán)作用，熱影響區(qū)各個區(qū)域的晶粒尺寸不同，在臨近熔合區(qū)的熱影響區(qū)存在δ-鐵素體;焊后熱處理后，析出相迅速在基體中析出，M23C6相沿原奧氏體晶界及板條界分布

4、，MX相分布于板條內部，焊縫韌性得到改善，硬度降低。650℃時效過程中焊縫金屬光學顯微組織并未發(fā)生明顯變化，析出相的粗化長大會消耗固溶在基體中的元素，從而引起焊縫基體晶格常數發(fā)生變化，Laves相在時效過程中形成，并常出現在M23C6相附近區(qū)域。650℃時效對焊縫金屬韌性影響較大，時效5000小時后，沖擊功由45J下降至26J;時效處理對硬度影響不大，焊縫金屬硬度在210～230 HBW范圍內波動。
　　TEM結果表明，時效及服役