Page 20 - 理化检验-物理分册2023年第一期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202301003

P91 和 P92 马氏体耐热钢焊缝中的黑线

曾凡伟, 谢逍原, 昌 佳, 杨华春, 高淼淼

( 东方电气集团 东方锅炉股份有限公司, 自贡 643001 )
摘 要: 借助光学显微镜、 扫描电镜、 能谱仪、 聚焦离子束和透射电镜等设备, 研究了 P91和 P92
马氏体耐热钢埋弧焊焊缝中黑线的分布特点、 结构特征和形成原因。结果表明: 黑线长短不一, 主
碳化物组成, 形成原因是焊接过程中 Cr
要位于焊缝的柱状晶之间, 由线状排列的面心立方 M 23 C 6
碳化物在柱状晶晶界析出, 腐蚀后在光学显微
和 Mo等元素在柱状晶间偏聚, 焊后热处理时 M 23 C 6
镜下呈黑色线状。
碳化物

关键词: P91钢; P92钢; 焊缝; 黑线; M 23 C 6

中图分类号: TB31 文献标志码: A 文章编号: 1001-4012 ( 2023 ) 01-0008-05

Black linesinweldsofP91andP92martensiticheatresistantsteels

ZENGFanwei , XIEXiao y uan , CHANGJia , YANGHuachun , GAOMiaomiao

( Don g fan gBoilerCo. , Ltd. , Don g fan gElectricCor p oration , Zi g on g 643001 , China )

Abstract : B ymeansofo p ticalmicrosco p e , scannin g electronmicrosco p e , ener gy s p ectrometer , focusedion

beamandtransmissionelectronmicrosco p e , thedistributioncharacteristics , stucturalcharacteristicsandformation

reasonofblacklinesinsubmer g edarcweldin gweldsofP91andP92martensiticheatresistantsteelswerestudied.

Theresultsshowthattheblacklinesweredifferentinlen g th , mainl y locatedbetweenthecolumnarcr y stalsofthe

weld , andwerecom p osedofM 23 C 6t yp ecarbideswithalineararran g ementoffacecenteredcubic.Thereasonfor

theirformationwasthatCrand Moelementsse g re g atedbetweenthecolumnarcr y stalsdurin gweldin g , M 23 C 6

carbides p reci p itatedonthecolumnarcr y stalbondar y durin gp ostweldheattreatment , anda pp earredasblacklines

undertheo p ticalmicrosco p eaftercorrosion.

Ke y words : P91steel ; P92steel ; weld ; blackline ; M 23 C 6carbide

P91和 P92马氏体耐热钢具有良好的高温持久 1 试样制备与试验方法
强度和较好的抗氧化性, 广泛应用于火力发电机组
锅炉集箱、 蒸汽管道等 [ 1-2 ] 。 P91和 P92马氏体钢焊 1.1 试样制备
缝中经常会发现线状物质, 形似裂纹, 在光学显微镜 P91钢管和 P92钢管的坡口均为 U 型坡口, 焊

下呈黑色( 以下称黑线)。目前, 对黑线化学成分和 前预热温度为200~250℃ , 手工钨极氩弧焊装点并
形成环节的研究较多 [ 3 ] , 但未见对黑线的分布特点、 打底, 焊条采用手工电弧焊过渡, 其余部分采用埋弧

结构特征、 形成原因等进行深入研究的报道。为此, 自动焊, 焊接速率为20cm / min~50cm / min , 焊后

笔者通过试验对埋弧自动焊的 P91 钢和 P92 钢焊 热处理温度为( 760±10 ) ℃ , 保温时间为5h 。母材
缝黑线进行微观分析, 研究了黑线的分布特点、 结构 和焊材的具体尺寸如表1所示。
特征、 形成原因等, 以期为解决工程质量争议提供技 表1 母材和焊材的具体尺寸
术依据。 试样编号 母材外径×壁厚 / 焊条外径 / mm 层间温度 / ℃
( mm×mm )
P91-1 325×70 3.2 ≤350
P91-2 325×65 3.2 ≤400
收稿日期: 2022-04-22
P92-1 356×88 2.4 ≤350
作者简介: 曾凡伟( 1986- ), 男, 硕士, 高级工程师, 主要从事锅
P92-2 325×65 2.4 ≤400
炉材料应用研究及失效分析工作, zen g fw@dbc.com.cn
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