11镍基合金gh750过热器管焊接研究与表现

1、镍基合金GH750过热器管焊接研究与表现2019.11目录一、简介二、试验材料与焊接 三、焊接凝固组织分析四、焊接接头组织演变五、焊接接头持久性能六、总结©SPIC 2017.一、简介GH750镍基高温合金由北科大和成套院合作研发；冶炼十多炉次； VIM+VAR, VIM+ESR;已由工业化流程过热器管；2019.05安装于南京电厂700°C试验平台进行现场试验。4©S一、简介镍基合金的焊接：合金化程度高，合金元素种类多，易偏析； 性差；易产生焊接缺陷，凝固裂纹、HAZ液化裂纹、应变裂纹等。加热速率对SAC敏感性影响.Ti、Al对SAC敏感性影响5©SP

2、IC 2018.二、试验材料与焊接GH750过热器管和焊丝化学成分（wt%）冶炼：真空感应+真空自耗熔炼（VIM+VAR）晶粒度为4级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、试验材料与焊接过热器管： Æ44.5 mm (OD) × 10mm (WT)焊丝：Æ2.4 mm焊接：手工氩弧焊（M-GTAW）氩气+氦气混合气体保护（3:1）焊接坡口：焊接前状态：固溶态；焊后热处理：800°C4h。7©SPIC 2018.三、焊接凝固组织分析焊接接头焊态硬度分布（GH750焊丝）340320300280260240220200焊接接头热处理态硬度分布（GH750焊丝）400380360340320s Rese8©SPIC 2018.HV0.2HV0.2三、焊接凝固组织分析焊接接头焊态硬度分布（Inconel 740

4、H焊丝）320300280260240220200焊接接头热处理态硬度分布（Inconel 740H焊丝）3603403209©SPIC 2018.HV0.2HV0.2三、焊接凝固组织分析焊接接头组织GH750焊丝Inconel 740H焊丝10©SPIC 2018.热处理态三、焊接凝固组织分析焊接凝固组织成分55Dendrite Core50Interdendritic Region454035GH750焊丝302520151050NiCrCoNbTiAlElement55枝晶 干50枝晶 间4540353025Inconel 740H焊丝20151050NiCrCoNb

5、TiAlElement11©SPIC 2018.热处理态Weight Fraction / %Weight Fraction / %三、焊接凝固组织分析焊接凝固组织成分GH750焊丝12©SPIC 2018.三、焊接凝固组织分析焊接凝固组织成分Inconel 740H焊丝13©SPIC 2018.三、焊接凝固组织分析焊接凝固组织偏析0.240.220.20Cr0.180.160.140.120.100.080.060.040.02GH750焊丝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焊丝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、焊接接头凝固组织演变GH750焊丝750°C/3,000hInconel 740H焊丝760°C/3,000h15©SPIC 2018.四、焊接

7、接头凝固组织演变GH750焊丝800°C/3,000hInconel 740H焊丝16©SPIC 2018.800°C/3,000h四、焊接接头凝固组织演变焊接凝固组织偏析ggGH750焊丝g¢g¢1019°CssTemperature / °CTemperature / °CggInconel 740H焊丝g¢g¢ssTemperature / °C原始平衡组织Temperature / °C凝固枝晶间组织17©SPIC 2018.Weight FractionW

8、eight FractionWeight FractionWeight Fraction五、焊接接头持久性能18©SPIC 2018.五、焊接接头持久性能700°C750°C800°C850°C19五、焊接接头持久性能GH750焊丝接头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、焊接接头持久性能GH750焊丝750°C/220MPa/6099.8h21©SPIC 2018.五、焊接接头持久性能GH750焊丝800°C/130MPa/6390.0h22©SPIC 2018.五、焊接接头持久性能GH750焊丝850°C/80MPa/4754.9h23©SPIC 2018.五、焊接接头持久性能Inconel 740H焊丝800°C/1300MPa/4108h24©SPIC 2018.六、总结· 氩弧焊适用于GH750和Inconel 740H焊丝焊接GH750镍基合金管。未观察到凝固或液化裂纹缺陷出现。· 固溶态焊接后焊缝硬度高于母材， 动略大。后硬度趋于一致。焊缝硬度波· 焊缝金属凝固过程中，Nb、Ti等元