不同匹配SA335P91/12Cr1MoV异种钢接头力学性能研究/Study on the mechan ical properties of welded joints o f Heterogeneous steels (SA335P91 a nd 12Cr1MoV)
随着电力工业的迅速发展,我国火电机组现在主要为300MW,600MW级的亚临界压力机组。
在主蒸汽运行温度为540℃和工作压力为16MPa或24MPa时,采用传统的12Cr1MoV耐热钢已经不能满足使用要求,目前广泛采用进口的SA335P91钢,虽然SA335P91钢能够满足生产实际要求,但价格昂贵,生产中必然面临SA335P91/12Cr1MoV异种钢的焊接问题。
目前生产中通常采用低匹配(焊接材料的强度与低强度12Cr1MoV母材的强度相近为低匹配),中匹配(所选用焊接材料的强度介于两侧母材强度之间为中匹配)和高匹配(所选用焊接材料的强度与高强度SA335P91母材的强度相近为高匹配)进行施工,三种匹配哪种更佳是生产中最为关心的问题,所以合理评估三种匹配的性能无疑具有非常现实的意义。
通过用光学显微镜、扫描电镜、电子拉伸、示波冲击、硬度等试验方法对SA335P91/12Cr1MoV异种钢高、中、低三种匹配的焊接接头的组织和性能进行了系统地研究,结果表明: SA335P91/12Cr1MoV异种钢三种匹配的焊缝组织均为回火索氏体,SA335P91母材组织为回火索氏体,12Cr1MoV母材组织为铁素体+珠光体。
三种匹配的12Cr1MoV一侧的近缝区有脱碳层,其相对应的焊缝金属有增碳层,低匹配脱碳层窄,中匹配脱碳层较宽,高匹配脱碳层最宽。
三种匹配的焊接接头焊缝金属的维氏硬度均高于两侧母材,高匹配的力学性能不均匀程度最严重,其次为中匹配、低匹配。
三种匹配的异种钢焊接接头室温具有良好的塑性,随着温度的增高,三种匹配焊接接头的屈服强度、抗拉强度均降低,断面收缩率和延伸率均上升,静力韧度下降,其中高匹配的静力韧度下降最为显著。
低匹配、中匹配、高匹配的异种钢焊接接头其焊缝金属的脆性转变温度(FATT)分别为7 8℃、79℃、91℃。
SA335P91/12Cr1MoV异种钢高、中、低三种匹配的焊接接头的综合性能为低匹配焊接接头最佳、中匹配次之、高匹配最差。