大厚度NiCrFe-7 熔化焊焊縫微裂紋

吳棟，董文超，魯艷紅，侯冬冬，張茂龍，陸善平

(1.中國科學院金屬研究所 沈陽材料科學研究中心,沈陽 110016；2.上海電氣核電裝備有限公司,上海 201306)

0 序言

壓水堆壓力容器中存在大量焊接工作，其中徑向支撐塊與過渡段之間為NC30Fe 鎳基高溫合金與16MND5 鍛件的異質焊接[1].支撐塊焊縫厚度較大，可達到200 mm 以上，焊接通常采用焊條電弧焊或鎢極氬弧焊等焊接方法，填充材料則一般選用與高溫合金側同質的鎳基焊材E(ER)NiCrFe-7 系列焊材[1].研究表明，NiCrFe-7 熔化焊焊縫具有一定的點狀缺陷和裂紋敏感性，即使嚴格控制焊接工藝時，這些缺陷也難以完全避免[2-3].眾所周知，裂紋在焊縫中的危害相當大，可能導致焊接接頭過早失效，存在巨大的安全隱患，因此絕大多數焊接探傷規范均對裂紋提出了苛刻的評判指標.

為了降低NiCrFe-7 系列焊縫的裂紋敏感性，通常從焊接材料和工藝兩方面進行焊接質量的改進和控制.研究表明，NiCrFe-7 系列焊縫裂紋常見為一種失塑裂紋[3-4]，其機制基于鎳基高溫合金的中溫失塑現象：在500～ 900 ℃左右Ni 基合金傾向于發生沿晶斷裂，表現出低塑行為[5-6]，這同時也是多數奧氏體合金面臨的中溫脆性問題.為了改善失塑裂紋，國外在NiCrFe-7 基礎上添加Nb 元素、Mo 元素，開發NiCrFe-13 焊材，然而研究表明NiCrFe-13 焊縫的液化裂紋傾向較高[7]，而且國內目前對于該焊材的現場數據還較少，因此還未被廣泛應用.

雖然鎳基合金的中溫失塑現象被廣泛研究，但影響其中溫失塑程度的因素卻存在多種觀點，研究表明……