采用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射分析等方法并通过冲击试验,研究了650℃时效条件下HR3C钢焊缝金属的组织和冲击韧性变化。结果表明:焊缝金属组织为γ+析出相,其主要析出相种类均为Nb(C,N)、M23C6和富Cu相;随时效时间延长,析出相数量不断增加,其中M23C6析出对析出相数量变化起主要作用;时效后焊缝金属的冲击功出现了急剧降低,200 h即达到显著的脆化状态,造成时效脆化的主要原因是时效过程中M23C6析出量的变化。
为了研究焊丝中的Mn含量对螺旋焊管焊缝金属的微观组织、力学性能和热裂纹敏感性的影响,选取了3种w(Mn)分别为0.88%,1.05%和1.54%的焊丝,在X70螺旋焊管的生产和试验条件下进行焊接,获得的焊缝金属中w(Mn)分别为1.26%,1.44%和1.67%。通过光学显微镜及扫描电镜的金相学检查分析显示:提高焊缝金属的Mn含量,能降低各相(针状铁素体(AF)、先共析铁素体(PF)和侧板条铁素体(FSP))的晶粒尺寸。而且随着针状铁素体不断增加,先共析铁素体(主要是晶界铁素体)和侧板条铁素体的体积分数会降低。同时力学性能试验结果显示:Mn含量越高,焊缝金属的强度和硬度就越高。冲击韧性和延伸率,观测发现有一个最佳值。Mn含量最大的焊缝金属具有较低的韧性,这归因于淬透性的增加及马奥岛(M/A)及晶界碳化物在针状铁素体位置的形成。对长度超过1 000 m的螺旋焊管焊缝金属的分析显示:当焊缝金属中w(Mn)增加到1.4%时,热裂纹形成的可能性从0.005%减少到0.001%。
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