基于临界应变镍基合金堆焊层FM152热裂倾向分析
2021-03-16李霄马欢李娟史容睿刘欣岩
石油工业技术监督 2021年3期
李霄,马欢,李娟,史容睿,刘欣岩
西安石油大学 材料科学与工程学院(陕西 西安710065)
0 引言
随着航空、核能、造船业以及热电领域的发展,对材料的性能要求越来越苛刻,不锈钢等材料已经难以满足需求。镍基合金因具有优异的高温强度、耐蚀性和抗氧化性等特点已经逐步代替不锈钢材料并大规模应用于上述领域[1-3]。调研发现,当镍基合金接头的热裂纹敏感性过高时,会使焊接接头力学性能明显降低,进而引发工程问题及经济损失[4]。因此,研究镍基合金热裂纹敏感性的产生原因具有重要的意义。目前,690镍基合金应用最为广泛,而对于690镍基合金堆焊层的热裂纹敏感性的相关研究较少。
目前,针对热裂纹敏感性的评价方法主要包括可调拘束实验、应变—裂纹实验(STF)、PVR实验以及高温塑形实验等[5]。其中,可调拘束实验由于具有操作简单、成本低等特点,在研究热裂纹敏感性方面应用广泛[6]。Jeffrey等人通过横向可调拘束实验研究了镍基合金熔敷金属FM-52合金的高温低塑形裂纹敏感性。并通过临界应变量和裂纹出现的温度区间评价了材料的高温低塑性裂纹敏感性[7-8]。在此基础上,Lippold借助衡量可调拘束实验温度区间的方法,通过测量最大裂纹长度(MCD)来评价690镍基合金的热裂纹敏感性。目前对于镍基合金热裂纹敏感性的研究主要集中在实验方面,而通过数值模拟与实验结合的方法分析和评价热裂纹敏感性方面鲜有研究。因于此,本文通过自制夹具对690镍基合金堆焊层进行拘束焊接实验,并结合数值模拟方法,对690镍基合金堆焊层焊接时的热裂倾向进行分析和评价。……
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