12Cr2MoWVB与TP347H异种钢焊接接头的碳化物研究

qinsdau

12Cr2MoWVB 与 TP347H 异种钢焊接接头的
碳化物研究
Study on Carbide of 12CrMoWVB and TP347H Heterogeneous Steel Joints
王　然
(国家电力公司电力建设研究所,北京市,102401)
[摘 　要] 　异种钢焊接接头运行一段时间后 ,存在失效的问题。通过对 12Cr2MoWVB(钢 102)与 TP347H不锈钢异
种钢焊接接头的钢102与焊缝交界的熔合线和过热区组织的分析 ,并对该区域的碳化物经过不同时效时间之后聚
集长大的情况的研究表明:现场运行中在应力及温度的作用下 ,最终将造成该区域晶界或晶内碳化物不断析出和
长大 ,连接起来可能形成微孔引起失效。
[关键词] 　焊接接头 　过热区 　碳化物 　熔合线
0 　概述
表1 　试样的热处理状态
火电厂大机组燃煤锅炉中,再热器、过热器使用
试样编号 1 号 2 号 3 号 4 号
的钢 102 与 TP347H以镍基为填充金属的异种钢焊
焊前热处理 未预热
接接头 ,经过运行一段时间后 ,爆管事故时有发生。
本文通过利用透射电子显微镜高放大倍数和高分辨
焊后热处理 未做 　　　760 ℃保温40 min
率的特点 ,对该接头低合金钢侧过热区的组织 ,以及
600 ℃时效时间 h 0 0 2 470 　 10 000
晶界、晶内碳化物及熔合线部位碳化物经过不同的 Π
时效时间后的聚集长大情况进行了分析、研究 ,以了 　　注:4 号试样是采用提高温度模拟试验外推得到的,时效时间和
1,2
温度的替换关系按下式计算
解该异种钢接头可能引起失效的原因。 :
P= T( K+lg t)
1 　观察与分析 式中　P———回火参数;
T———绝对温度;
样品取自填充金属为 Inconel 82 的钢 102 和
t ———回火时间;
TP347H不锈钢小径管焊接接头 ,规格为 <42 mm×5 K———常数,低合金钢约为20。
由计算得知,699 ℃时效36 h相当于600 ℃时效10 000 h。
mm。焊接采用半自动脉冲钨极氩弧焊。时效试验
在SX25212 型电阻炉内进行 ,温度为600 ℃。为节省
体 如图 所示。在板条状铁素体基体的高倍放大
时间采用提高温度缩短时间的外推法得到600 ℃时 , 1
像中 可以看到铁素体的间隙中存在第 相 板条上
时效近10 000 h 的试样。透射电镜型号为日立 H2 , 2 ,
有高密度的位错 ,板条宽度约为 0 3μm,见图 2。图
800 ,观察模式为透射(TEM) 、透射扫描(STEM)及二 1
3为焊态下的钢 102 与焊缝交界的熔合线部位 ,没
次电子扫描(SEM) 。透射观察的样品分别在 IE220
有明显的碳化物聚集。
离子减薄仪、CE210 双喷电解抛光机上制取 ,表 1 为
1 2 　2 号试样
试验试样的热处理状态及时效时间。 1
2号试样为焊后经过760 ℃保温 40 min 回火热
111 　1 号试样
处理的试样。经过高温回火 ,钢 102 侧的过热区组
1号试样为钢102 的焊态试样,钢102 侧过热区
织发生了很大的变化 ,图1中呈现的岛状组织已分
的组织为铁素体基体上分布M2A小岛的粒状贝氏