TP347H不锈钢与12Cr2MoWVTiB(G102).doc

? ? ? ? ? ? ????如果你遇到不懂的专业词汇，请您首先用鼠标选中该词汇，然后按住鼠标左键将该词汇拖入查询框中，再点击“查询”，就会弹出窗口显示该词汇的专业注释！?????????????关闭 ? TP347H不锈钢与12Cr2MoWVTiB(G102)耐热钢异种钢焊口试验分析 张东文１，李中伟１，王庆１，李海江１，胡彦平２ (1.河北省电力试验研究所，河北石家庄050021；2.兴泰发电有限责任公司，河北邢台054000) ??? 摘? 要：文章对运行55 221.64 h的TP347H不锈钢与12Cr2MoWVTiB(G102)耐热钢异种钢焊接接头进行了试验研究，结果表明，G102侧热影响区为整个焊接接头的薄弱环节，鉴于该类焊接接头G102侧热影响区冲击值很低，建议尽早更换。??? 关键词：金属材料；异种钢焊接；TP347H不锈钢；12Cr2MoWVTiB(G102)钢;焊接接头 １概述??? 兴泰发电有限责任公司#4炉系哈尔滨锅炉厂生产的HG-670/140-9型燃煤锅炉，主汽压力13.73 MPa，主汽温度540 ℃，1985年12月投产。为解决锅炉受热面管由于运行超温导致12Cr2MoWVTiB（以下简称G102）钢管常发生爆破事故的问题，1994年1月，采用耐高温、抗氧化性能好的TP347H奥氏体不锈钢替代超温部分的G102管，由此产生了大量的TP347H与G102的异种钢焊口。#4炉后屏过热器外3和外4圈第1～20屏焊口为TP347H与G102的异种钢焊口，规格为，焊材采用182焊丝，内部充氩保护，半自动钨极脉冲氩弧焊焊接，自1994年1月27日投入运行至2000年12月24日割管，累计运行55 221.64h。??? 对运行过的异种钢焊口进行了常规试验，包括焊口探伤、化学分析、金相及力学性能试验，下面对试验结果进行分析研究。２试验方法与结果2.1焊口射线探伤??? 对运行后的#4炉后屏过热器外3和外4圈第5～14屏20个异种钢焊接接头进行了射线检验，结果均为I级，全部合格。2.2化学分析??? 在运行后的异种钢焊接接头中，G102母材及TP347H母材的化学成分试验结果分别见表1和表2，可知G102母材及TP347H母材的化学成分分别符合GB 5310-1995《高压用无缝钢管》和ASME?A213-1998的要求。  2.3金相组织试验??? 对于已运行的异种钢焊接接头进行了微观组织分析，显微组织照片见图1～图5，从图中可知，TP347H不锈钢母材显微组织为典型的奥氏体；TP347H不锈钢侧热影响区组织过热段晶粒较粗大；TP347H不锈钢熔合线组织晶粒被拉长；焊缝组织为有方向性的奥氏体组织；G102与焊缝有明显的熔合线，为贝氏体组织，晶粒较粗大；G102侧热影响区过热段组织晶粒粗大；G102母材为正常的回火贝氏体组织。??? 从金相组织来看，运行后的异种钢焊接接头中G102侧热影响区组织最差，为整个焊接接头的最薄弱环节。2.4硬度??? 对运行后的异种钢焊接接头进行了硬度试验，试验方法是在接头中间每隔1 mm测量一个数值，寻求其中的规律性。??? 异种钢焊接接头的硬度结果示意图见图6。中间6点在焊缝内，左侧10点在G102侧，右侧10点在TP347H不锈钢侧。  ??? 从图6可以看出，运行后的异种钢焊接接头最大硬度值在G102侧的热影响区处，最大值为HV409，由此可知此处性能最差。2.5室温拉伸及弯曲??? 对运行后的异种钢焊接接头进行了室温拉伸及弯曲试验。焊接接头的常温拉伸性能和弯曲试验结果全部合格，试验结果见表3。 2.6室温冲击试验??? 对运行后的异种钢焊接接头的两侧母材、两侧热影响区、两侧熔合线及镍基焊缝分别进行了室温冲击试验，试验结果见表4。从表4可以得到，G102侧热影响区的冲击值最差，为整个接头的最薄弱环节。  2.7断口扫描电镜微观组织观察??? 为了解焊接接头经冲击试验后断口形貌，对异种钢焊接接头不同部位的经冲击试验后的断口进行了扫描电镜分析。TP347H不锈钢侧热影响区断口为韧性断口，断口形貌均以韧窝为主，晶粒较细小，见图7；G102侧热影响区断口为典型的脆性断口，见图8。从断口形貌可以得到G102侧热影响区为最薄弱环节。2.8高温短时拉伸??? 按GB 2652-1989《焊缝及熔敷金属拉伸试验方法》规定的试验过程对试样进行高温短时拉伸试验，试验数据见表5，试验结果全部合格。断裂位置均在G102母材侧。  3分析与讨论??? 通过以上试验可看出，焊接接头的G102侧热影响区处金相组织最差，为粗大贝氏体；硬度值最高，最大值为HV409；常温冲击值最低，远低于G102母材的