国产F92热强钢冷裂敏感性及焊接接头韧性研究

论文摘要

F92耐热高强钢管具有良好的高温强度、抗烟气和工质侧腐蚀性和较高的性价比,可以应用于超临界、超超临界锅炉中,作为设计服役温度高达625℃过热器集箱、再热器集箱的端盖及检查管接头等。开展国产F92钢的焊接性试验,可以全面认识国产F92钢的工艺性能,为F92钢的国产化提供技术支持,为我国电站锅炉制造厂在300MW、600MW锅炉集箱和管道采用国产的F92钢和制定合适的焊接工艺、热处理工艺提供理论依据。对提高我国火力发电机组的容量、效率,解决我国电力紧张的现状,促进我国国民经济发展具有重要意义。本文以国产F92钢和其焊接接头CGHAZ为主要研究对象,采用插销试验、斜Y坡口焊接裂纹试验、焊接接头热影响区的最高硬度试验、断口扫描电镜观察和F92钢冷裂纹萌生扩展机理多种实验和分析方法对国产F92钢的冷裂敏感性进行了研究;运用热模拟试验、金相分析、夏比冲击试验、硬度试验、TEM微观分析等方法研究了不同工艺参数对国产F92钢多道焊接头的CGHAZ韧性的影响规律。SA182-F92钢的焊接工艺试验结果表明,该钢具有一定的冷裂倾向,国产F92钢相比进口P92钢,对冷裂纹更为敏感。通过插销试棒断口SEM图分析显示,插销试棒断口随预热温度的升高而有显著变化。焊接接头的冲击试验显示,热处理规范参数对热影响区冲击韧性值具有显著的影响,国产F92钢焊后热处理的最佳回火参数为21.49,对应的热处理规范为770℃×4h对于每一种热处理参数,且热影响区的硬度值和冲击韧性值之间是负相关的关系。不同热模拟循环参数下断口区域的金相组织照片表明,热影响区组织为具有显著马氏体特征的显微组织组成。对国产F92钢的焊接,宜采用多层多道焊,同时控制每一层焊道的厚度,有利于后道对前道进行有利的回火作用,且应控制层间温度不超过300℃。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 国内外锅炉用热强钢概况
• 1.3 国内外热强钢焊接性的研究
• 1.4 本课题研究内容及意义
• 1.4.1 课题研究内容
• 1.4.2 课题研究意义
• 第二章 国产SA-182F92 钢冷裂敏感性研究
• 2.1 试验材料
• 2.2 插销冷裂纹试验
• 2.2.1 试验目的
• 2.2.2 试样制备
• 2.2.3 试验条件
• 2.2.4 试验步骤
• 2.2.5 试验结果
• 2.2.6 试验结果分析
• 2.2.7 插销试棒断口SEM 分析
• 2.3 斜Y 型坡口焊接裂纹试验
• 2.3.1 试验目的
• 2.3.2 试验步骤
• 2.3.3 试验条件
• 2.3.4 试验结果
• 2.4 焊接接头热影响区最高硬度试验
• 2.4.1 试验目的
• 2.4.2 试验步骤
• 2.4.3 试验条件
• 2.4.4 焊接接头热影响区最高硬度估算
• 2.4.5 试验结果及分析
• 2.5 小结
• 第三章 SA-182F92 钢焊接接头工艺性能试验
• 3.1 SA182-F92 钢的焊接
• 3.1.1 试样制备
• 3.1.2 焊接方法的选择
• 3.1.3 焊接材料
• 3.1.4 焊接工艺参数的确定
• 3.1.5 试样焊接及焊接规范
• 3.2 焊后热处理
• 3.2.1 焊后热处理规范的确定
• 3.2.2 焊后热处理的实行
• 3.3 焊接接头力学性能试验
• 3.3.1 焊缝金属化学成份分析
• 3.3.2 焊缝及焊接热影区冲击韧性试验
• 3.3.3 焊接接头硬度检查
• 3.3.4 焊接接头弯曲及拉伸试验
• 3.3.5 焊接接头金相分析
• 3.4 小结
• 第四章 SA-182F92 钢热模拟热影响区韧性试验
• 4.1 热模拟试验的目的与意义
• 4.2 热模拟试验方法和设备
• 4.3 试验步骤
• 4.4 热模拟试验模型的建立
• 4.4.1 焊接规范参数的确定
• 4.4.2 热模拟循环参数模型与计算
• 4.5 热模拟试验用试样
• 4.6 试验结果
• 4.7 试验结果分析
• 4.8 冲击断口SEM分析
• 4.9 冲击试样金相分析
• 4.10 小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文