【正文】 接速度（mm/min）35404550456045605565氬氣流量（L/min）121212背面氬氣流量（L/min）101010 焊接工藝評定試樣焊后的工藝評定見下表25。C之間，在焊接平臺上施焊，焊接過程采用多層焊，總共焊三層，焊完第一層要進行去氧化皮、去焊渣處理，防止影響下次的焊接。本次試驗采用的焊接方法是鎢極氬弧焊，所使用的是松下的焊機進行焊接，焊機的型號為YEC400TX，在焊接的過程中焊機的控制方式為IGBT逆變，總電壓為380V，頻率為30HZ，焊接過程中的額定輸出電流為400A，電壓為36V，主載電壓為80V。 焊接工藝鎢極氬弧焊被稱為TIG焊，是通過自帶的不熔化的電極與被焊工件之間產(chǎn)生的熱量的一種電弧焊接方式。表23 焊絲的化學(xué)成分焊絲 C Mn Si Cr Mo W V S P Ni Nb C ERNiCr3 — — — 試驗方法 焊前準(zhǔn)備采用機械方法進行下料，坡口型式是V型坡口，采用對接的方法進行焊接，不留鈍邊，選擇的開坡口的角度為30176。其失效的概率在運行10000小時時就已經(jīng)高于百分之一[16]。根據(jù)有關(guān)研究表明，填充材料是鎳基焊接材料的焊接接頭要比填充材料是奧氏體焊接材料的焊接接頭的早期失效概率低的多。HR3C鋼與T91鋼常溫下的力學(xué)性能見下表22。 第二章 試驗過程及方法 試驗材料 試驗材料此次試驗所選用的材料是42mm5mmHR3C奧氏體不銹鋼與T91馬氏體耐熱鋼進行焊接和42mm6mmHR3C奧氏體不銹鋼與42mm6mmHR3C奧氏體不銹鋼的焊接。盡管如此T91鋼在焊接過程中還是會出現(xiàn)問題，這就需要在制定工藝或者通過服役環(huán)境的改善來進一步確保設(shè)備的正常的運行。碳是T91鋼中重要的元素之一，碳主要是起到提高鋼的強度的作用，隨著碳含量的增加，鋼的強度會呈現(xiàn)出上升趨勢，但是碳含量過多會使鋼的其他性能下降，所以碳的含量的多少需要我們根據(jù)實際情況來決定。T91馬氏體耐熱鋼一般都被用在壓力容器設(shè)備中的過熱器和再熱器中，與其他的鋼種比較T91鋼中碳含量減少很多，同時控制了產(chǎn)生有害氣體的S、P的含量，添加了合金元素來代替S、P等元素，在環(huán)境保護方面有了很大的改善。T91馬氏體耐熱鋼主要用于大型的壓力容器中，也用于火力發(fā)電廠的大型設(shè)備中，屬于改進型的馬氏體耐熱鋼，這種鋼的高溫?zé)釓娦砸约翱寡趸芰κ瞧渌愪摲N所不能達到的。這種新型的馬氏體耐熱鋼在一定程度上減少了鋼材中的各種不必要的雜質(zhì)，取而代之的是在其中加入了一些必要的微量元素，通過合金強化增強了鋼的強度、韌性、耐高溫性以抗氧化和抗腐蝕性能，滿足了大型設(shè)備的使用要求之外同時也減少了設(shè)備的用量和重量，減少了能源的浪費，給人們帶來了方便。其實在90年代科研人員已經(jīng)有了設(shè)計低碳微合金化的馬氏體耐熱鋼的思路，主要是因為這種鋼具有節(jié)約能源的作用，以及其優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，這種鋼材的出現(xiàn)引起一時的轟動，在各個行業(yè)都能看到這種鋼材的使用，因此也得到了快速的發(fā)展。新型馬氏體的組織結(jié)構(gòu)和低碳馬氏體組織結(jié)構(gòu)是一致的，他們的基本組織都是鐵素體，唯一不同的是新型馬氏體的晶體內(nèi)是板條狀的馬氏體。目前為止，我們國家的各種大型設(shè)備行業(yè)突飛猛進的發(fā)展，對設(shè)備中材料的各種性能都提出了新的要求，但是由于我們國家工業(yè)方面的技術(shù)不斷完善，技術(shù)的進一步提高，生產(chǎn)出具有綜合性能良好的新型馬氏體耐熱鋼已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)。到現(xiàn)在為止我們國家先后研制出各種大型設(shè)備的全部使用材料，并且在技術(shù)要求的方面也達到了最高的標(biāo)準(zhǔn)。 新型馬氏體耐熱鋼的特性與應(yīng)用在上個世紀(jì)的70年代人們研發(fā)出來了馬氏體耐熱鋼并在實際的生產(chǎn)生活中得到了廣泛的應(yīng)用。各個國家對于馬氏體耐熱鋼的使用情況也略有區(qū)別，就像日本和德國比較常用改良型的，而我們國家最常用的應(yīng)該是新型的馬氏體耐熱鋼，因為我國馬氏體耐熱鋼使用的工作溫度較其他國家的略微高點。馬氏體耐熱鋼得名于它在顯微鏡觀察下的組織為馬氏體組織，馬氏體耐熱鋼的種類比較簡單，主要是三種即：普通型馬氏體耐熱鋼、改良型馬氏體耐熱鋼、新型的馬氏體耐熱鋼。還有其他的合金元素，比如鎢、鉬、釩等等，這些元素的加入主要是為了提高馬氏體耐熱鋼的高溫強度。而根據(jù)它的顯微組織又可以將耐熱鋼分為珠光體耐熱鋼、鐵素體耐熱鋼、奧氏體耐熱鋼、馬氏體耐熱鋼[12]。 馬氏體耐熱鋼的種類和應(yīng)用耐熱鋼基本都有很好的高溫強度和塑性以及較好的高溫化學(xué)穩(wěn)定性。而隨著社會的不斷進步，科技的不斷發(fā)展，超臨界的出現(xiàn)又對設(shè)備的使用提出了新的要求，主要還是使用的溫度達不到設(shè)備的要求，科研人員又經(jīng)過努力發(fā)現(xiàn)了在上面的馬氏體耐熱鋼中加入一些合金元素會使馬氏體耐熱鋼在耐高溫方面達到設(shè)備的要求。同時研究人員也在不斷的研究新的鋼材來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼材來滿足設(shè)備的要求。以往用于大型的發(fā)電廠或者大型的壓力容器中的鋼材綜合性能方面達不到設(shè)備的要求，在使用的過程中經(jīng)常會出現(xiàn)故障，尤其是發(fā)電廠以及大型的壓力容器對于溫度的要求都比較高，而傳統(tǒng)的鋼材在實際應(yīng)用中溫度都比較低，不但限制了大型設(shè)備的使用范圍，同時也增加了大型設(shè)備的造價，由于鋼材的耐高溫性不強，所以設(shè)備的重量往往會很高，這樣往往會給設(shè)備在使用的過程中帶來不可避免的危害。我們國家初期使用的是比較簡單的馬氏體耐熱鋼，但是在長期的高溫服役過程中，這種馬氏體耐熱鋼的高溫強度難以滿足設(shè)備的要求。我們國家使用耐熱鋼的時間是在20世紀(jì)70年代出，可以算是使用耐熱鋼比較早的一個國家，主要是用于大型的火力發(fā)電廠以及大型的壓力容器中。這種鋼有很好的韌性和抗蠕變性能，還有它的抗高溫氧化性能和耐蝕性都使它受到人們的親瞇，成為了火力發(fā)電廠中主要的材料。C）的環(huán)境中持續(xù)工作，相對于以前的鋼種有了很大的進步，而現(xiàn)在人們又研制出來了持久強度更高的多元復(fù)合合金化的低合金的耐熱鋼，在服役的環(huán)境方面有了新的突破。 馬氏體耐熱鋼的發(fā)展?fàn)顩r馬氏體耐熱鋼的應(yīng)用要追溯到動力工業(yè)的的時代，那時候蒸汽機和鍋爐剛剛走進人們的生活，當(dāng)時由于設(shè)備的落后，所以對于鋼的要求也相對較低，低碳鋼基本就能滿足基本的使用要求。通過加入鎳、鉬、釩對馬氏體耐熱鋼進行合金化處理，加入鉻、硅是為了增強鋼的抗氧化性，而加入鉻、鎳、鉬、鎢、釩、錳是用來增強鋼的高溫強度。 馬氏體耐熱鋼的簡介馬氏體耐熱鋼中的C、Cr的含量較其他的鋼種要多，一般來說馬氏體耐熱鋼中的Cr的含量保持在10%～13%[10]。用HR3C鋼焊接而成的設(shè)備與以前的設(shè)備相比所用材料的壁厚在一定的程度上有了減少，用量和重量也就會減輕，這就會降低生產(chǎn)設(shè)備所用的資源和財力。隨著社會的不斷進步，我們國家也在不斷的發(fā)展，重工業(yè)是國家的龍頭企業(yè)，所以發(fā)展重工業(yè)才會帶動其他各行各業(yè)更快速的發(fā)展。 HR3C奧氏體體不銹鋼的特性和應(yīng)用HR3C鋼是日本住友公司在TP310基礎(chǔ)上通過復(fù)合添加Nb、N合金元素研制出的一種新型奧氏體不銹鋼，利用鋼中析出細微的CrNbN化合物和Nb的碳氮化物以及M23C6來對鋼進行強化[89]，所以有很好的蠕變斷裂強度，與其他的奧氏體不銹鋼相比HR3C鋼具有更好的綜合性能。但是，在實際的應(yīng)用過程中，奧氏體不銹鋼的蠕變強度并沒有顯著的提高。所以，為了奧氏體不銹鋼能更好、更廣的用于實際，增強其耐蝕性的同時，還要考慮它的蠕變強度。奧氏體不銹鋼也有一定的缺點，因其較低的蠕變斷裂強度，在實際的應(yīng)用過程中構(gòu)件的壁厚都會很厚，這就額外的增加了構(gòu)件的重量和成本。奧氏體不銹鋼的基本組織是奧氏體，但是有時候在不同的熱處理的狀態(tài)下，有可能出現(xiàn)碳化物和鐵素體組織。 奧氏體不銹鋼的特性奧氏體不銹鋼的晶體結(jié)構(gòu)是面心立方結(jié)構(gòu)，它具有比較全面的力學(xué)性能，方便進行冷加工、沖壓和焊接。奧氏體不銹鋼的鋼號也是最多的，現(xiàn)在我們國家常用的牌號有40多個，一般都是188型的。在俄羅斯奧氏體不銹鋼的應(yīng)用也在不斷的提高，目前為止俄羅斯的大部分的重型機械的制造中都有奧氏體不銹鋼的參與。目前為止德國、俄羅斯等國家在奧氏體不銹鋼的研究發(fā)展和應(yīng)用方面具有顯著的成就。而新型的奧氏體不銹鋼在耐高溫方面有了很大的提高，滿足了設(shè)備要求的同時，也減輕了大型設(shè)備的重量和用量，在一定程度上減少了設(shè)備的造價，節(jié)約了能約。隨著科技的迅速發(fā)展，各行各業(yè)也在不斷的進步，發(fā)電廠是國家主要的企業(yè)，其設(shè)備也在不斷的發(fā)展和進步，這就會對設(shè)備中的鋼材的耐高溫性提出新的要求。奧氏體不銹鋼在不銹鋼中的地位是舉足輕重的，這種鋼的突出特點就是加入的合金元素比較多，也正是由于合金元素的加入使這種鋼具有普通鋼沒有的耐蝕性，因此在各行各業(yè)奧氏體不銹鋼的貢獻都是非常重大的，尤其是用于火力發(fā)電廠的再熱器和過熱器，這樣不僅提高了鋼材的利用率，同時也保證了設(shè)備的安全使用。解決這種問題的方法通常是采用較小的進給量，這樣在一定程度上能避免這種問題的發(fā)生。還有一點就是奧氏體不銹鋼的切削性能相對很差，在對奧氏體不銹鋼進行切削時，很容易產(chǎn)生加工硬化，就算是在切削時產(chǎn)生的變形不會太大但是對于奧氏體不銹鋼來說都會產(chǎn)生很強烈的加工硬化。對于奧氏體不銹鋼產(chǎn)生的熱裂紋在實際生產(chǎn)中主要是通過采用含有鐵素體的不銹鋼焊條焊接，這樣就能避免焊接過程中產(chǎn)生熱裂紋。奧氏體不銹鋼的焊接性也相當(dāng)好，不容易產(chǎn)生氫脆，通?？梢允褂酶鞣N焊接方法來完成奧氏體不銹鋼的焊接過程，而且在焊接之前不用像其他的鋼種進行焊前預(yù)熱，焊接以后也不用熱處理。而不銹鋼之所以不會生銹是因為其表面含有鉻元素，當(dāng)奧氏體不銹鋼表面的鉻元素達到一定的含量時，它的耐蝕性就會增強，也就不會生銹了。奧氏體不銹鋼從字面上來說就是一種在任何工作環(huán)境中都不容易生銹的鋼種。 奧氏體不銹鋼的定義與性能奧氏體不銹鋼就是指在常溫下具有奧氏體組織的不銹鋼，為了能得到穩(wěn)定的奧氏體組織，在鋼中加入了一些合金元素Cr18%、Ni 8%～10%、%。奧氏體不銹鋼不能利用熱處理使晶粒細化，也不能通過淬火提高其硬度，因其顯微組織為奧氏體，所以普通的奧氏體不銹鋼強度都較低[5]。