拘束状态下超超临界机组T23钢管焊接接头组织和性能研究

发布时间：2017-07-17 05:06

  本文关键词：拘束状态下超超临界机组T23钢管焊接接头组织和性能研究

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【摘要】：本文模拟T23钢管实际焊接工况,分别在拘束和无拘束条件下通过改变焊后热处理温度及焊接速度,研究分析焊接接头残余应力分布及变化规律、拘束应力对焊接接头组织相变的影响以及不同工艺下焊接接头组织和性能的演变规律,得出以下主要结论:拘束焊接显著增加了焊接接头的残余应力,焊接接头轴向残余应力σ1显著大于径向应力σ2,对焊接接头的影响起主导作用,且焊缝区的残余应力值明显高于热影响;焊后热处理可以明显降低接头残余应力,在680℃时应力值下降最多,随着试验温度的进一步提高,应力值降低相对较少;在保证焊缝熔合状况良好情况下,焊后焊接接头的残余应力值随焊接速度的升高逐渐下降,试验条件下焊速为92 mm/min时残余应力值最小。拘束应力的存在加速了贝氏体转变,拘束状态下组织贝氏体的量较无拘束状态下稍多,其中板条贝氏体明显增多,粒状贝氏体量减少;拘束应力的存在减小了贝氏体板条的宽度,使其变得细长,减少了残余奥氏体的量,使残余奥氏体呈细条状或片状分布在板条之间;随热处理温度的升高,板条束逐渐回复合并,板条特征逐渐消失;焊缝区晶粒尺寸最为粗大,热影响区晶粒尺寸相对较小;随着焊接速度的提高,组织晶粒尺寸逐渐降低。对比拘束和无拘束焊后焊接接头力学性能可以看出:拘束状态下焊接接头的抗拉强度增加,硬度略有升高,韧性下降。随着热处理温度的升高,接头抗拉强度逐渐降低,硬度也随之降低并在760℃时硬度值下降较多,韧性逐渐提高,焊缝区韧性最差为准解理型断裂,热影响区及母材区韧性较好为微孔聚集型断裂;随着焊接速度的增大,接头抗拉强度升高,硬度增大,而韧性略有升高,焊接接头各区域所表现出的断裂特征与热处理接头相同。本试验中最佳热处理温度及焊接速度为760℃和92 mm/min。
【关键词】：焊接 拘束 残余应力 相变 显微组织
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG457.11
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-18
• 变量注释表18-19
• 1 绪论19-34
• 1.1 超超临界机组概况19-21
• 1.2 临界机组管用耐热钢的发展和应用21-27
• 1.3 T23钢的研发及其在临界机组上的应用27-32
• 1.4 课题研究背景及意义32-33
• 1.5 论文研究内容33-34
• 2 试验材料与方法34-45
• 2.1 试验材料34-36
• 2.2 焊接工艺及焊后裂纹检测36-38
• 2.3 试验方法38-44
• 2.4 本章小结44-45
• 3 拘束状态对焊接接头焊接残余应力的影响45-53
• 3.1 引言45-46
• 3.2 残余应力测试结果与分析46-51
• 3.3 本章小结51-53
• 4 拘束状态对不同热处理温度下焊接接头组织和性能的影响53-78
• 4.1 引言53-54
• 4.2 焊接接头组织分析54-67
• 4.3 力学性能试验结果及分析67-76
• 4.4 本章小结76-78
• 5 拘束状态对不同焊接速度下焊接接头组织和性能的影响78-92
• 5.1 引言78
• 5.2 焊接接头显微组织分析78-84
• 5.3 力学性能试验结果及分析84-91
• 5.4 本章小结91-92
• 6 结论92-94
• 参考文献94-101
• 作者简历101-103
• 学位论文数据集103

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本文编号：552057