张群兵， 张建勋， 魏文澜

(1.西安航空学院，西安 710077；2.西安交通大学，金属材料强度国家重点实验室，西安 710049；3.西安石油大学，西安 710065)

0 前言

9%～12%Cr耐热钢以优异的高温蠕变强度及经济适用性，被广泛应用于超-超临界火力发电汽轮机、锅炉、管道等关键部件[1-3]。9%～12%Cr耐热钢具有较强的冷裂倾向，当采用近同质焊材，焊前需要对母材进行高温预热以防止焊接冷裂纹的产生[4-5]；由于镍基合金焊材塑性较好，可大幅降低接头的焊接残余应力，焊前不预热或者在较低的温度下预热，即可有效抑制冷裂纹的产生。与此同时，对于超-超临界汽轮机转子等大厚壁复杂结构、焊接量大，更易产生焊接裂纹[6-7]。因此，常采用镍基合金焊材对9%～12%Cr耐热钢进行焊接以抑制裂纹的产生。但由于元素成分及微观组织之间的差异，在9%～12%Cr耐热钢与镍基焊缝连接处产生了界面，界面性能的优劣将直接影响焊接结构的服役安全。

关于钢/镍基合金异种金属连接界面的性能研究，Wang等人[8]采用聚焦离子束制备了A508低合金铁素体钢/52M镍基合金异种金属接头的透射电镜试样，研究结果表明A508与52M之间的界面有2种类型：Ⅰ型界面，A508与52M由熔合线分开，熔合线两侧分别为体心立方A508钢和面心立方52M镍基合金；Ⅱ型界面，A508与52M之间存在宽度约为1.5 mm的马氏体区，该马氏体区具有体心立方结构，而马氏体区在形貌上与52M镍基合金相似，难以分辨；相对于Ⅰ型界面，Ⅱ型界面更宽，元素过渡更平缓；马氏体区的耐腐蚀性能介于A508低合金铁素体钢和52M镍基合金之间。……