Page 53 - 理化检验-物理分册2023年第二期
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卢雪梅, 等: 锅炉给水预热器管箱高温段环焊缝开裂原因
图1 高温段环焊缝试样渗透检测结果
图2 管箱母材、 热影响区、 焊缝处的显微组织形貌
图3 裂纹的显微组织形貌
表1 高温段环焊缝试样力学性能测试结果
常温拉伸性能 高温拉伸性能( 370℃ ) 维氏硬度平均值 / HB
冲击吸收能量
项目 抗拉强度 / 屈服强度 / 断后 抗拉强度 / 屈服强度 / 断后
母材 焊缝 热影响区 ( -30℃ )/ J
MPa MPa 伸长率 / % MPa MPa 伸长率 / %
实测值 932 , 964 845 , 874 14.8 985 765 - 187 297 259 29.0 , 15.0 , 12.0
标准值 ≥650 ≥510 ≥26 ≥510 ≥430 ≥20 200 ≥120
区的硬度偏高, 管箱母材的硬度正常。说明设备在 根据此现象可断定焊缝晶界的塑性变形能力较低。
高温服役过程中, 金属基体内的杂质元素逐渐析出, 2 综合分析
偏聚于晶界, 使焊缝材料的塑性变形能力和冲击韧
性降低 [ 2 ] 。 ( 1 )上述分析结果表明: 管箱焊缝处材料硬度
1.4 断口分析 偏高, 这是因为存在马氏体组织。对于铬钼钢厚壁
采用扫描电镜( SEM ) 对环焊缝断面进行观察, 容器的焊接, 若未进行焊前预热或预热温度不够, 焊
结果如图4所示。由图4可知: 断面以沿晶开裂特 接过程中冷却速率较快, 当达到马氏体转变温度时,
征为主, 存在二次裂纹, 局部存在韧窝; A 区为焊缝 易产生马氏体组织 [ 3 ] 。设备在高温服役时, 马氏体
组织柱状沿晶开裂颗粒, B区为沿晶开裂特征, 焊缝 进行回火分解, 在晶界上产生析出相, 使晶界的蠕变
内存在颗粒状原始缺陷。从 SEM 分析可知, 裂纹 强度降低, 在高温过程中易出现沿晶裂纹。
启裂于焊缝外表面, 晶面存在较多颗粒状析出相。 ( 2 )焊缝裂纹仅出现在高温段, 说明裂纹的出
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