12Cr10Co3W2Mo鋼是一種新型鐵素體耐磨板,,是在T23、F11,、F12,、T/P91、T/P92等前幾代鐵素體耐磨板的基礎上,,通過優(yōu)化C,、Nb、V等元素,,添加0.03%的N元素,用W代替部分Mo元素,,并添加高達3%的Co元素,,使得其高溫蠕變性能得到了大幅提高,預期600℃,、105h條件下的蠕變斷裂強度可達180MPa,,是超超臨界汽輪機噴嘴結構的首選國產化材料之一。汽輪機噴嘴結構特殊,焊接坡口深且窄,,焊接量大且剛性固定,。由于焊接過程中不均勻的加熱和冷卻,使得焊縫及其附近金屬產生非均勻的膨脹和收縮,,進而引起焊接殘余應力和各類焊接變形,,易于誘發(fā)裂紋。
研究表明,,鐵素體耐磨板冷裂敏感性較大,,多數(shù)需要焊前預熱,12Cr10Co3W2Mo耐磨板作為新型材料,,目前尚未有關于其焊接性研究的報道,。西安交大研究人員采用插銷試驗方法,對12Cr10Co3W2Mo鋼在不同預熱溫度下臨界斷裂應力進行了研究,,探討了冷裂敏感性變化的原因,,試圖為其在工程應用中預熱溫度的選擇提供一定的參考和理論依據(jù)。
試驗結果表明:
?。?)12Cr10Co3W2Mo耐磨板冷裂敏感性強,,提高預熱溫度可以明顯提高臨界斷裂應力,焊前預熱320℃時可有效防止冷裂紋的產生,。
?。?)當采用焊條手工電弧焊接方法時,臨界斷裂應力隨預熱溫度的升高呈線性增加趨勢,,其擬合公式為σcr=177.5+1.38To,。
(3)在各預熱溫度下,,12Cr10Co3W2Mo耐磨板焊接接頭粗晶區(qū)組織形貌無明顯變化,,均為板條馬氏體組織。隨著預熱溫度的升高,,粗晶區(qū)硬度呈小幅下降趨勢,,而臨界斷裂應力增幅遠大于熱影響區(qū)最高硬度降幅。
?。?)在各預熱溫度下,,插銷試樣斷口起裂區(qū)形貌均為解理+準解理氫致開裂特征,隨著預熱溫度提高,,氫致開裂的斷口特征逐步消失,。