电站锅炉过热管异种钢焊接性研究

【摘要】： 国内某火电厂电站锅炉三级过热器珠光体耐热钢12Cr1MoV和奥氏体耐热钢0Cr17Ni12Mo2异种钢焊接接头在560℃高温运行5.7万小时后有部分接头发生了早期断裂失效现象。本文基于这一事故对P/A异种钢焊接接头的焊接性进行了研究，重点试验研究了接头在运行前后的力学性能及金相组织变化，并分析了其早期失效的原因。 对两种母材及接头的拉伸试验表明，珠光体耐热钢的强度低于奥氏体钢；经高温运行后，钢材的强度有所升高而塑性有所下降，因此在高温运行时易发生脆性断裂。异种钢接头的熔合区在焊态即存在马氏体过渡层；在高温长期运行中，珠光体发生球化，降低了钢的蠕变抗力；还会发生碳的迁移，即碳原子从合金元素含量较低的珠光体钢侧越过熔合线扩散到合金元素含量较高的奥氏体焊缝侧，结果会在珠光体钢侧形成软化区而在焊缝内形成硬化区，扩散到焊缝中的碳除了一部分溶入马氏体基体外，其余部分以M_(23)C_6碳化物的形式沿熔合线析出；焊缝中的富母材成分的“半岛”区的存在会加剧焊缝性能的不均匀，增大焊缝的界面应力。异种钢的焊接接头在高温运行中，在高温和应力的作用下，珠光体的脱碳层会产生蠕变裂纹，发生低应力脆性断裂，从而导致接头的早期失效。