以某火力發(fā)電廠一臺660MW機組的高中壓缸第2級隔板葉片（10Cr11Co3W3NiMoVNbNB）與隔板外環(huán)（2Cr11MoVNbN）的異種鋼焊接接頭為例,從斷裂面位置、裂紋特征及形貌、接頭微觀組織與顯微硬度等方面分析了接頭斷裂的主要原因并提出預(yù)防措施。結(jié)果表明,受材質(zhì)與服役環(huán)境的影響,接頭葉片側(cè)熱影響區(qū)組織晶粒粗大,出現(xiàn)軟化層,在多重應(yīng)力的作用下,該部位產(chǎn)生蠕變損傷,形成蠕變孔洞,孔洞經(jīng)過擴展、連接而匯集成裂紋,最終導(dǎo)致接頭發(fā)生脆性斷裂。針對此斷裂原因,提出主要從優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計、改進焊接工藝與提高產(chǎn)品無損檢測標(biāo)準(zhǔn)等方面來降低異種鋼焊接接頭斷裂的概率,保證機組的安全運行。 

【文章來源】：熱加工工藝. 2020,49(11)北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

隔板焊縫失效宏觀形貌

從隔板上沿根部斷裂的葉片處進行斷口取樣，斷口宏觀形貌如圖2所示。由圖可知，該斷口表面凹凸不平，受高溫高壓蒸汽的氧化作用，斷口表面被一層黑色的氧化物覆蓋。顯然，該斷面是由于受到了較大的應(yīng)力而導(dǎo)致的脆性斷裂。采用能譜檢測對斷口表面進行元素分析，沒有發(fā)現(xiàn)鈷（Co）和鎢（W）元素。由葉片的材質(zhì)可知，該斷口位置并不在葉片上，可能位于焊縫處。2.2 裂紋分析

圖3為外環(huán)（2Cr11MoVNbN）與葉片（10Cr11Co3W3 Ni MoVNbNB）焊縫處裂紋的宏觀形貌，圖中1點為裂紋起始端，2點為裂紋擴展方向，3點為裂紋尖端。由圖可知，沿焊縫縱向多處存在未焊透、孔洞等焊接缺陷，這些缺陷往往成為裂紋形成的根源。對圖3中的1、2、3點進行能譜元素分析可知，1、2、3點的鉻（Cr）含量約為11%～15%，三個位置均沒有檢測到Co與W元素（葉片材料中含有Co與W）。由此可知，裂紋起始端（源）位于葉片側(cè)熱影響區(qū)附近，在外界環(huán)境的作用下，逐漸向焊縫熔合區(qū)、中心區(qū)擴展，最后終止于焊縫內(nèi)部。圖4為焊接接頭裂紋起始端、裂紋擴展區(qū)及裂紋尖端在掃描電鏡下的微觀形貌。由圖可知，裂紋起始端、擴展區(qū)及其附近分布著大量的蠕變孔洞，裂紋尖端蠕變孔洞數(shù)量較少。這些蠕變孔洞聚集在一起，會形成一條裂紋，成為焊接接頭的薄弱區(qū)域。

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3255459