收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

耐热钢瞬时液相扩散连接界面结构与强化机制研究

陈思杰  
【摘要】: 现代火电机组正在向着高参数大容量方向发展,蒸汽温度和压力进一步提高,新开发的一些新型耐热钢合金元素含量较以前的锅炉用钢更高,焊接性能相比之下有所下降,耐热材料的研制与相应焊接工艺的开发成为材料科学面临的重要课题。耐热钢是电站锅炉常用的耐热材料,目前主要采用氩弧焊进行连接,氩弧焊的主要问题是对工人技能水平要求高,需要开坡口,热影响区容易产生焊接裂纹。瞬时液相扩散连接界面质量高,接头成分和母材相似,强度高,没有明显的界面和焊接残留物,很适合电站锅炉耐热钢管的连接。 本文介绍了瞬时液相扩散连接的研究进展,对电站耐热钢管瞬时液相扩散连接过程动力学、连接工艺模型进行了理论研究。试验采用电磁感应加热,氩气保护,用非晶箔合金做瞬时液相扩散连接中间层,根据工程背景需要完成了电站锅炉常用的T91、TP304H/12Cr1MoV、T91/12Cr2MoWVTiB等耐热钢的瞬时液相扩散连接试验,研究了开放环境下瞬时液相扩散连接的强化机理。提出了瞬时液相扩散连接双温工艺理论模型,该模型连接的接头组织性能和母材十分接近。传统的瞬时液相扩散连接工艺是在恒定的温度下进行等温凝固,双温工艺先在较高的温度下短时加热一定时间,然后降到一定温度进行等温凝固,在液固界面形成成分过冷,接头结合更好;不像传统工艺连接的接头有一条平直的连接线,提高了接头的性能。试验表明瞬时液相扩散连接双温工艺消除了传统扩散连接工艺平直的连接界面,利用电子探针(EPMA)测定了连接界面附近元素分布,使用x-射线能谱仪测定了连接界面的成分分布,用透射电子显微镜分析了接头区域的微观结构特征。研究了T91、TP304H/12Cr1MoV、T91/12Cr2MoWVTiB等耐热钢的结合组织和性能,试验结果表明,中间层基体的类别、降熔元素的含量与扩散能力对扩散连接接头质量有很大影响。 对耐热钢室温下瞬时液相扩散连接接头的力学性能和显微组织进行了研究。采用扫描电镜(SEM)分析了T91、TP304H/12Cr1MoV、T91/12Cr2MoWVTiB等常用耐热钢瞬时液相扩散连接结合状况和弯曲断口的微观形貌。结果表明,T91钢瞬时液相扩散连接选用中间层为FeNiCrSiBⅠ,连接压力6MPa,传统工艺为等温凝固温度1250℃,保温3min,双温连接工艺为1270℃,加热30秒,等温凝固温度1230℃,保温3min。TP304H/12Cr1MoV钢瞬时液相扩散连接双温连接工艺为1260℃,加热20秒,等温凝固温度1230℃,保温3min,连接压力6MPa,中间层为FeNiCrSiBⅡ+BNi2。T91/12Cr2MoWVTiB钢瞬时液相扩散连接双温连接工艺为1260℃,加热40秒,等温凝固温度1230℃,保温4min,连接压力6MPa,中间层为FeNiCrSiBⅠ,可以获得界面充分结合,弯曲强度较高的连接接头。相比之下,异种耐热钢管的瞬时液相扩散连接过程中主合金元素扩散存在不对称性。 本文研究了T91、TP304H/12Cr1MoV、T91/12Cr2MoWVTiB等耐热钢瞬时液相扩散连接界面的微观结构与中间层凝固过程的相变规律,对连接界面的强化机理进行了系统研究,为瞬时液相扩散连接技术在电站耐热钢连接领域的推广应用提供了试验和理论依据。所得到的研究成果为进一步开展耐热钢及其它材料的瞬时液相扩散连接工艺理论研究奠定了基础。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 赵健仓;X20CrMoV121 马氏体耐热钢的焊接[J];电力建设;1995年02期
2 陈继志,王嘉敏,刘军,舒兴楼,王伟阳;07Cr12NiMoVNb耐热钢疲劳性能研究[J];材料开发与应用;2005年02期
3 胡宾伟;;耐热钢的设计思想[J];装备制造技术;2006年04期
4 叶小露;熊明;杜林华;;耐热钢导卫辊的加工修复[J];机械工程师;2009年10期
5 柴增田;;Nb对ZG35Cr25Ni12性能的影响[J];热加工工艺;2009年22期
6 谢锡善;耐热钢中的相和相图(续)[J];机械工程材料;1979年04期
7 江伟;以生产优质耐热钢件著称的杨州冶金机械厂[J];冶金设备;1987年04期
8 杨春乐;王志刚;;13CrMo44钢焊接热裂纹的一个特例[J];焊接;1992年08期
9 章亚林;高强度马氏体及奥氏体耐热钢焊接接头可靠性分析[J];热力发电;1996年04期
10 ;中国金属学会特殊钢学会不锈钢与耐热钢学术委员会第四届第一次工作会议简报[J];特殊钢;2001年05期
11 柴彩玲;3Cr18Mn12Si2N耐热钢的炉前快速分析改进[J];冶金分析;2002年05期
12 陈金玉;A387Gr22-Cl1耐热钢火焰预热焊接[J];焊接;2002年03期
13 古可成;蔡春波;张华军;陈鲁铁;梁伟;;锅炉喷嘴用耐热钢的高温抗氧化性研究[J];热加工工艺(热处理版);2006年08期
14 丁振斌;;烘干机耐热钢下料管的应用[J];四川水泥;2008年04期
15 杜晓建;陈雷;刘晓;王龙妹;;21Cr1-1Ni-N耐热钢中氮对力学性能的影响[J];炼钢;2009年06期
16 郭丽波;;车削ZG30Cr20Ni10零件表面粗糙度试验研究[J];工具技术;2010年03期
17 谭惠钟;陈继志;王嘉敏;;常用铸造耐热钢的碳化研究[J];热加工工艺;2010年22期
18 本刊編輯部;;稀土铁鋁錳耐热钢会議[J];钢铁;1966年01期
19 张庆生;;数据活页[J];锻压技术;1979年04期
20 俞茂德,宋诚一;铈对奥氏体耐热钢高温氧化腐蚀性能的影响[J];中国稀土学报;1986年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 严建强;张威;刘世昌;王景成;王勇;苗治全;于波;;钨对超超临界耐热钢组织和性能的影响[A];第十二届全国铸造年会暨2011中国铸造活动周论文集[C];2011年
2 周冶东;方健;王起江;魏毅静;查建荣;沈巍;;耐热钢Larson-Miller参数的确定以及应用[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
3 李亚江;周冰;王娟;;T91耐热钢焊接区域的组织性能分析[A];第十次全国焊接会议论文集(第1册)[C];2001年
4 易小平;罗基;王明林;;试论耐热钢的焊接[A];中西南十省区(市)焊接学会联合会第九届年会论文集[C];2006年
5 萬其明;赖宏仁;曹申;連双喜;;铁锰铝耐热钢铸件之性能研究与应用[A];海峡两岸第二届工程材料研讨会论文集[C];2004年
6 陈继志;王嘉敏;刘军;;07Cr12NiMoVNb耐热钢疲劳性能研究[A];全国第八届热疲劳学术会议论文集[C];2004年
7 孙裕昌;王庆;;耐热钢药芯焊丝的研制与应用[A];第九次全国焊接会议论文集(第1册)[C];1999年
8 陈飞;周海;吕涛;丁华东;;耐热钢表面等离子喷涂NiCrAl+(ZrO_2+Y_2O_3)热障涂层性能的研究[A];2006年第二届七省区市机械工程学会科技论坛暨学会改革与发展研讨会论文集[C];2006年
9 喇培清;王鸿鼎;刘闪光;申达;刘雪梅;鞠倩;;Al元素对310S耐热钢高温压缩性能的影响研究[A];2010年中国铸造活动周论文集[C];2010年
10 王恩泽;邢建东;鲍崇高;;润湿角测定新方法及其应用[A];21世纪全国耐磨材料大会——第九届全国耐磨材料磨损失效分析与抗磨技术学术会议论文专辑[C];2000年
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 陈思杰;耐热钢瞬时液相扩散连接界面结构与强化机制研究[D];西安理工大学;2008年
2 吴军;T92钢管焊接接头组织和性能研究[D];山东大学;2008年
3 谭舒平;成分和工艺对S30432钢性能的影响及强化机理研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
4 岳增武;喷丸与沉积稀土氧化物涂层对Fe-Cr耐热钢高温氧化性能的影响[D];山东大学;2011年
5 曹建;超超临界机组用T/P92异种钢焊接接头结构与性能的研究[D];复旦大学;2011年
6 侯廷平;强磁场条件下耐热钢中合金碳化物的析出行为[D];武汉科技大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 侯世勇;耐热钢焊接技术在火电厂中的应用研究[D];华北电力大学(北京);2005年
2 赵义瀚;超超临界汽轮机耐热钢设计及析出物研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
3 刘辉;热轧高铝310S耐热钢的组织和性能及铝元素的作用机制[D];兰州理工大学;2012年
4 杜青;ZG12Cr22Ni12耐热钢组织及热强性研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
5 王刘利;铝对抗磨耐热钢组织及性能的影响[D];郑州大学;2011年
6 韩培淳;C12A耐热钢熔体生成相表征及热处理力学性能研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
7 唐恒;ZG1Cr10MoWVNbN耐热钢的相变及析出碳化物的研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
8 高宏波;石化装置用珠光体耐热钢损伤规律及安全评估技术的研究[D];大连理工大学;2004年
9 陈宇;长期服役T/P91耐热钢的微观组织结构与失效机理的研究[D];东北大学;2008年
10 李振宇;蠕变测试系统研究[D];广西大学;2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;耐热钢·耐热合金发展趋势[N];世界金属导报;2011年
2 郭廷杰;耐热钢高温化元素及开发进展[N];世界金属导报;2010年
3 韩国铁钢新闻报道;日本开发高性能新耐热钢[N];中国冶金报;2002年
4 记者 魏双林;研制成功高性能耐热钢退火罐投放市场[N];现代物流报;2005年
5 肖英龙;锅炉用耐热钢的发展动向[N];世界金属导报;2002年
6 记者 魏双林;技术创新使“宜丰”常新[N];中国冶金报;2006年
7 记者 苏勇 通讯员 康劲林;太钢耐热钢2007年热销市场[N];中国冶金报;2008年
8 郭廷杰;日本超临界发电用高铬铁素体系耐热钢的开发和应用[N];世界金属导报;2007年
9 廖建国;日本超超临界压力发电用高Cr铁素体耐热钢的开发及现状[N];世界金属导报;2007年
10 本报记者 幸福;绚丽焊花赤子情[N];大庆日报;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978