碳化物析出對ENiCrFe-3 預邊堆焊異種鋼焊縫力學性能影響的數值模擬

樊佳偉，李卓軒，吳昊盛，劉光銀，張建曉,3，黃健康

(1.甘肅煙草工業有限責任公司,蘭州,730050；2.蘭州理工大學,蘭州,730050；3.蘭州蘭石重型裝備股份有限公司,蘭州,730300)

0 序言

石油煉化裝備制造過程中往往需要進行焊接操作，而因其所處高壓、高溫、大載荷的環境，使得對焊縫質量有極為苛刻的要求.ENiCrFe-3 作為一種Ni 基合金焊材，其具有優異焊接性能、高蠕變強度等優點，常用于生產石油化工鍋爐高壓管線等裝備，并將其應用于石油、核能、化工等工業熱端部的制造領域[1-3].雖然ENiCrFe-3 合金在高溫條件下抗氧化性較好，但是在長期服役過程中會有大量碳化物析出[4]，如：MC、M6C、M23C6等，對合金的耐腐蝕性及力學性能產生顯著的影響.相關研究表明，相比于純鐵素體，碳化物通過和鐵素體基體的互不相容性及鐵素體晶粒之間的空間相互作用直接影響局部應變.位于晶界處的碳化物可以促進鐵素體晶界處應變的擴展，但是，在碳化物和鐵素體晶界密度高的區域，碳化物及晶界會減弱高局部應變的發生[5].

文中針對異種鋼焊接接頭元素擴散等問題，采用ENiCrFe-3 焊絲進行過渡層堆焊，為探究其焊接接頭碳化物析出對力學性能所產生的影響，使用Abaqus 軟件建立晶體塑性有限元模型，研究預邊堆焊層處碳化物區的應力場，分析了力學性能，以及晶界交叉處的相對運動情況，從而揭示焊縫中碳化物析出對接頭力學性能影響的微觀機制.

1 試驗方法

1.1 ENiCrFe-3 過渡層預邊堆焊試驗

針對厚板低合金耐熱鋼和……