汽輪機(jī)12Cr/30Cr2Ni4MoV異質(zhì)焊接轉(zhuǎn)子接頭組織與韌性研究

吳海峰　李勃　熊建坤　牛靖　曹天蘭　張建勛　楊林　徐健　許德星

摘要：采用CTOD方法測試汽輪機(jī)12Cr/30Cr2Ni4MoV異質(zhì)轉(zhuǎn)子焊接接頭微區(qū)斷裂韌性，研究微觀組織與微區(qū)斷裂韌性的關(guān)系，并分析裂紋擴(kuò)展阻力特征。結(jié)果表明，異質(zhì)焊接接頭的整體強(qiáng)度低于母材，屬于低匹配，拉伸斷裂位置位于過渡層;異質(zhì)焊接接頭微區(qū)斷裂韌性不均勻，母材12Cr和過渡層均發(fā)生了裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展，熱影響區(qū)斷裂韌性優(yōu)于母材;埋弧焊焊縫的裂紋擴(kuò)展阻力低于30Cr2Ni4MoV;母材12Cr和過渡層中的富Mo硬質(zhì)相是裂紋產(chǎn)生失穩(wěn)擴(kuò)展的主要原因。

關(guān)鍵詞：12Cr;30Cr2Ni4MoV;異質(zhì)接頭;斷裂韌性;斷口分析

中圖分類號：TG457.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1001-2303（2020）02-0035-06

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2020.02.07

0 前言

在我國電力能源結(jié)構(gòu)中，60%以上的電能由汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組電站提供，汽輪機(jī)作為電力工業(yè)的關(guān)鍵動力設(shè)備，研究其制造工藝及服役性能對于我國電力工業(yè)的發(fā)展具有重要意義[1-2]。汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子是汽輪機(jī)的核心結(jié)構(gòu)部件，其性能決定了汽輪機(jī)服役性能的關(guān)鍵。在焊接轉(zhuǎn)子制造過程中，焊接熱源的局部和瞬時作用、局部快速加熱和快速冷卻導(dǎo)致焊接接頭中不可避免地存在組織及力學(xué)性能的不均勻性，使得焊接接頭成為整個焊接轉(zhuǎn)子中最薄弱區(qū)域[3]。

焊接接頭的抗脆性斷裂性能一直是學(xué)術(shù)界和技術(shù)人員關(guān)心的重要問題[4]。為了避免焊接接頭的脆性斷裂，一般要求焊接接頭滿足起裂性能準(zhǔn)則和止裂性能準(zhǔn)則。前者是指接頭薄弱區(qū)域的材料應(yīng)該具備一定的抵抗裂紋開裂能力;后者要求一旦裂紋產(chǎn)生，材料應(yīng)該具備阻止裂紋擴(kuò)展的能力[5]。……