Влияние температуры предварительного нагрева на чувствительность к холодному растрескиванию износостойкой пластины 12Cr10Co3W2Mo
Сталь 12Cr10Co3W2Mo — это новый тип ферритной износостойкой пластины, созданный на основе предыдущих поколений ферритных износостойких пластин, таких как T23, F11, F12, T/P91, T/P92 и т. д., путем оптимизации C, Nb, V и другие элементы, добавив 0,03% элемента N, заменив часть элемента Mo на W и добавив до 3% элемента Co. Показатели ползучести при высокой температуре были значительно улучшены, и ожидается, что прочность на разрушение при ползучести достигнет 180 МПа в условиях 600 градусов и 105 часов, что является одним из предпочтительных отечественных материалов для конструкции сопел сверхкритических паровых турбин. Конструкция сопла турбины особенная, сварочная канавка глубокая и узкая, объем сварки большой и жестко фиксируется. Из-за неравномерного нагрева и охлаждения в процессе сварки сварной шов и близлежащий металл производят неравномерное расширение и сжатие, что вызывает остаточное напряжение при сварке и различные сварочные деформации, а также легко приводит к образованию трещин.
Исследования показывают, что ферритные износостойкие пластины чувствительны к холодному растрескиванию, и большинство из них перед сваркой необходимо предварительно нагреть. Износостойкая пластина 12Cr10Co3W2Mo — новый материал, о ее свариваемости в настоящее время сведений нет. Исследователи из Сианьского университета Цзяотун изучили критическое напряжение разрушения стали 12Cr10Co3W2Mo при различных температурах предварительного нагрева, используя метод испытания штифтом, и обсудили причины изменения чувствительности к холодным трещинам, пытаясь предоставить определенную справочную и теоретическую основу. для выбора температуры предварительного нагрева в инженерных приложениях.
Результаты испытаний показывают, что:
(1) Износостойкая пластина 12Cr10Co3W2Mo обладает высокой чувствительностью к холодным трещинам, повышение температуры предварительного нагрева может значительно увеличить критическое напряжение разрушения, а возникновение холодных трещин можно эффективно предотвратить при предварительном нагреве на 320 градусов перед сваркой.
(2) При ручной дуговой сварке критическое напряжение разрушения увеличивается линейно с увеличением температуры предварительного нагрева, а формула подгонки равна σcr=177.5+1.38To.
(3) При каждой температуре предварительного нагрева микроструктура крупнокристаллической зоны сварного соединения износостойкой пластины 12Cr10Co3W2Mo не имеет явных изменений, и все они имеют плоскую мартенситную структуру. С увеличением температуры предварительного подогрева твердость в крупнозернистой зоне несколько снизилась, причем рост критического напряжения разрушения был значительно больше, чем снижение максимальной твердости в зоне термического влияния.
(4) При каждой температуре предварительного нагрева в образцах-защелках наблюдались морфологические особенности зоны зарождения разрушения в виде скола + квазираскола, индуцированного водородом. С повышением температуры предварительного нагрева признаки разрушения, вызванного водородным растрескиванием, постепенно исчезли.
