11鎳基合金gh750過熱器管焊接研究與表現(xiàn)

1、鎳基合金GH750過熱器管焊接研究與表現(xiàn)2019.11目錄一、簡介二、試驗(yàn)材料與焊接 三、焊接凝固組織分析四、焊接接頭組織演變五、焊接接頭持久性能六、總結(jié)©SPIC 2017.一、簡介GH750鎳基高溫合金由北科大和成套院合作研發(fā)；冶煉十多爐次； VIM+VAR, VIM+ESR;已由工業(yè)化流程過熱器管；2019.05安裝于南京電廠700°C試驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)。4©S一、簡介鎳基合金的焊接：合金化程度高，合金元素種類多，易偏析； 性差；易產(chǎn)生焊接缺陷，凝固裂紋、HAZ液化裂紋、應(yīng)變裂紋等。加熱速率對(duì)SAC敏感性影響.Ti、Al對(duì)SAC敏感性影響5©SP

2、IC 2018.二、試驗(yàn)材料與焊接GH750過熱器管和焊絲化學(xué)成分（wt%）冶煉：真空感應(yīng)+真空自耗熔煉（VIM+VAR）晶粒度為4級(jí)g¢MCM23C6©SPIC 2018. ACCrCoMoWNbTiAlVBNiGH750welding wire0.0323.5213.600.520.961.521.501.530.300.003BalGH750 tube0.0423.1313.791.540.971.411.451.540.240.004BalInconel 740H welding wire0.0325.020.00.5-1.51.351.35-0.0015Bal二、

3、試驗(yàn)材料與焊接過熱器管： Æ44.5 mm (OD) × 10mm (WT)焊絲：Æ2.4 mm焊接：手工氬弧焊（M-GTAW）氬氣+氦氣混合氣體保護(hù)（3:1）焊接坡口：焊接前狀態(tài)：固溶態(tài)；焊后熱處理：800°C4h。7©SPIC 2018.三、焊接凝固組織分析焊接接頭焊態(tài)硬度分布（GH750焊絲）340320300280260240220200焊接接頭熱處理態(tài)硬度分布（GH750焊絲）400380360340320s Rese8©SPIC 2018.HV0.2HV0.2三、焊接凝固組織分析焊接接頭焊態(tài)硬度分布（Inconel 740

4、H焊絲）320300280260240220200焊接接頭熱處理態(tài)硬度分布（Inconel 740H焊絲）3603403209©SPIC 2018.HV0.2HV0.2三、焊接凝固組織分析焊接接頭組織GH750焊絲Inconel 740H焊絲10©SPIC 2018.熱處理態(tài)三、焊接凝固組織分析焊接凝固組織成分55Dendrite Core50Interdendritic Region454035GH750焊絲302520151050NiCrCoNbTiAlElement55枝晶 干50枝晶 間4540353025Inconel 740H焊絲20151050NiCrCoNb

5、TiAlElement11©SPIC 2018.熱處理態(tài)Weight Fraction / %Weight Fraction / %三、焊接凝固組織分析焊接凝固組織成分GH750焊絲12©SPIC 2018.三、焊接凝固組織分析焊接凝固組織成分Inconel 740H焊絲13©SPIC 2018.三、焊接凝固組織分析焊接凝固組織偏析0.240.220.20Cr0.180.160.140.120.100.080.060.040.02GH750焊絲CoNbTiAl0.000.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0Mole Fracction o

6、f Liquid0.260.240.220.200.180.160.140.120.100.080.060.040.02CrInconel 740H焊絲CoNbTiAl0.000.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.014©SPIC 2018.Mole Fraction of LiquidWeight Fraction in LiuidWeight Fraction in Liquid四、焊接接頭凝固組織演變GH750焊絲750°C/3,000hInconel 740H焊絲760°C/3,000h15©SPIC 2018.四、焊接

7、接頭凝固組織演變GH750焊絲800°C/3,000hInconel 740H焊絲16©SPIC 2018.800°C/3,000h四、焊接接頭凝固組織演變焊接凝固組織偏析ggGH750焊絲g¢g¢1019°CssTemperature / °CTemperature / °CggInconel 740H焊絲g¢g¢ssTemperature / °C原始平衡組織Temperature / °C凝固枝晶間組織17©SPIC 2018.Weight FractionW

8、eight FractionWeight FractionWeight Fraction五、焊接接頭持久性能18©SPIC 2018.五、焊接接頭持久性能700°C750°C800°C850°C19五、焊接接頭持久性能GH750焊絲接頭80.8h370MPa/ 8063.0h1527.1h370MPa/215.9h1150.2h2098.2h6099.8h195.5h2419.2h6390.0h233.3h1880.7h4754.9h502.6h800°C700°C750°C850°C20©SP

9、IC 2018.五、焊接接頭持久性能GH750焊絲750°C/220MPa/6099.8h21©SPIC 2018.五、焊接接頭持久性能GH750焊絲800°C/130MPa/6390.0h22©SPIC 2018.五、焊接接頭持久性能GH750焊絲850°C/80MPa/4754.9h23©SPIC 2018.五、焊接接頭持久性能Inconel 740H焊絲800°C/1300MPa/4108h24©SPIC 2018.六、總結(jié)· 氬弧焊適用于GH750和Inconel 740H焊絲焊接GH750鎳基合金管。未觀察到凝固或液化裂紋缺陷出現(xiàn)。· 固溶態(tài)焊接后焊縫硬度高于母材， 動(dòng)略大。后硬度趨于一致。焊縫硬度波· 焊縫金屬凝固過程中，Nb、Ti等元