基于空隙观测的高铬耐热钢焊接接头热影响区蠕变强度下降的原因分析

摘要

本文基于内部压力工件和单道焊接工件的蠕变试验，研究了高铬铁素体耐热钢焊接接头蠕变断裂强度降低的问题。结果表明在高温和低应力作用下裂纹发生在热影响区的细晶区(FGHAZ)，并确认为Ⅳ型裂纹。同时发现当焊接峰值温度介于app.AC1和app.AC3时导致Ⅳ型裂纹，在热影响区的细晶区观察到许多蠕变空隙。而且本文研究了蠕变时间对试样颈缩的影响，空隙分布以及析出物粗化过程。研究发现在蠕变时，蠕变空隙的产生与工件直径缩小加速增加。对析出物的观察表明经过长时间的沉积，热影响区的细晶区的析出物粗化要比母材和热影响区的粗晶区的多。螺旋电子谱(AES)分析表明在蠕变窄隙里存在大量的析出物。基于上述观察，表明大的析出物对于空隙成核具有优先作用。最后，采用焊接接头模型和基体/析出物模型来研究蠕变空隙发生的过程。结果表明，蠕变恶化容易发生于细晶热影响区，存在该区的大的析出物在空隙成核过程起到成核点的作用。