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《机械科学研究总院》 2017年
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T/P92焊材熔敷金属性能研究

吕天民  
【摘要】:为减少有害温室气体的排放量,火力发电技术的发展趋势是投产超超临界燃煤发电机组以提高蒸汽参数,提升火电机组的热效率。超超临界发电技术苛刻的蒸汽参数要求耐热钢具有良好的力学性能和抗氧化性能,因此研制新型高铬钢成为发展超超临界机组的关键环节。在T/P91钢的化学成分上,T/P92钢增添了约1.80%W元素,大约减少0.5%钼成分而制造的新型马氏体耐热钢,适用于蒸汽温度在580~620℃的超超临界机组高温高压受热面和主蒸汽管道等重要部件。为挤占进口焊材品牌的市场份数,减少燃煤机组建设的投入,本课题研发了与T/P92钢配套使用的焊接材料,包括两种直径的焊条和一种直径的焊丝,并对熔敷金属性能和接头组合焊的性能做了大量试验。焊条药皮采用超低氢钠型,测定得出焊条熔渣熔点约为1250℃,熔渣碱度值BIIW为1.98,属于高碱度碱性渣。设备的启动停止和维护要求P92钢的焊接接头满足一定的常温韧性,而焊接接头的扩散氢含量是影响常温韧性的主要因素。设备处于运行阶段高温受热面高压水蒸汽温度可能超过620℃。基于这些技术要求,测定了焊条熔敷金属的力学性能和扩散氢含量,通过斜Y型坡口焊接裂纹检验,测定了冷裂纹敏感性和热裂纹敏感性;使用冲击试验的方法,测量脆性转变温度;使用全自动相变仪,测量了Ac3、Ac1、Ms和Mf;进行了焊条熔敷金属600和650℃拉伸试验,使用扫描电子显微镜分析了材料的高温拉伸断口形貌。测定了焊丝熔敷金属的常温力学性能,临界转变温度和脆性转变温度,进行了焊丝熔敷金属600和650℃拉伸试验。对Ф63mm和/Ф168mmP92钢管进行了手工全位置焊接,其中Ф63mm采用全氩焊,Ф168mm采用TIG焊丝打底焊条盖面的组合焊,并对两组焊接接头的力学性能和金相组织进行了分析。分析各项试验的结果,焊条和焊丝的熔敷金属力学性能均满足要求,P92多层多道焊的焊接接头区域力学性能满足要求,焊后熔敷合金的扩散氢体积低,高温拉伸端口表面韧窝的数量和尺寸所反映的材料塑性变化与高温塑性变化一致,杂质元素对断口形貌没有明显影响。
【学位授予单位】:机械科学研究总院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TG42

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【参考文献】
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