P92焊缝IV型蠕变开裂机理.doc
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1、P92焊缝IV型蠕变开裂机理一、焊缝的开裂机理超超临界机组的主再热等蒸汽管道材料由于设计温度在600及以上,通常采用P92钢(10Cr9MoW2VNbBN),P92钢是在P91(10Cr9Mo1VNbN)钢的基础上,通过添加2%左右的W,降低0.5%Mo含量以调整铁素体与奥氏体形成元素的平衡(在耐热钢的合金化设计中,一般添加两份的W量相当于一份Mo量,用钼当量(Mo+1/2W)表示),W和Mo同时添加可有效提高钢的强度,特别是钢的蠕变强度。焊接接头由焊缝、热影响区和母材组成,热影响区又分为粗晶区、细晶区和临界区(又称为不完全重结晶区),由于焊接接头具有材料和力学性能的不均质特性,因此高温条件下
2、是系统最薄弱环节之一。国际上根据蠕变裂纹产生的位置将焊接接头的蠕变失效分为四种类型:型开裂是指蠕变裂纹出现在且局限在焊缝金属中;型开裂是指蠕变裂纹出现在焊缝金属中,并从焊缝金属中向母材中发展;型开裂是指蠕变破坏发生在粗晶区内;型开裂是指蠕变破坏发生在细晶区或临界区中。IV型蠕变开裂是P92材质焊接接头的典型失效特征。其产生的根本原因是由于P92钢的细晶区晶粒很细、是一个软化带,使得钢的高温持久强度低于其他区域,且在运行(高温时效)中,由于laves相和M23C6的进一步长大,使得钢的蠕变强度进一步下降。LAVES 相:A2B,即(Fe,Cr)2(Mo,W),P91(10Cr9Mo1VNbN)里
3、主要是(Fe,Cr)2Mo,P92(10Cr9MoW2VNbBN)里主要是(Fe,Cr)2(Mo,W)laves相发展过程中,较小时会起强化作用,但长大到0.5m以上时,就会影响钢的高温性能。研究认为0.5m是对蠕变强度有利和不利的分界点。随着laves相的进一步长大、析出,脱落就会形成蠕变空洞。根据国内外金属界大量的研究表明,P92材质焊接接头连续运行时间超过7000h以上,细晶区和临界区就有可能出现明显的蠕变空洞,其中细晶区最严重,并随着蠕变时间的增加,蠕变空洞长大并逐渐聚合连接成裂纹,最终会在细晶区发生典型的IV型蠕变开裂问题。焊接接头在不同温度下的蠕变性能如下图所示。600下1万小时后
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