碳化物析出对ENiCrFe-3 预边堆焊异种钢焊缝力学性能影响的数值模拟
2023-07-21樊佳伟李卓轩吴昊盛刘光银张建晓黄健康
焊接学报 2023年6期
樊佳伟,李卓轩,吴昊盛,刘光银,张建晓,3,黄健康
(1.甘肃烟草工业有限责任公司,兰州,730050;2.兰州理工大学,兰州,730050;3.兰州兰石重型装备股份有限公司,兰州,730300)
0 序言
石油炼化装备制造过程中往往需要进行焊接操作,而因其所处高压、高温、大载荷的环境,使得对焊缝质量有极为苛刻的要求.ENiCrFe-3 作为一种Ni 基合金焊材,其具有优异焊接性能、高蠕变强度等优点,常用于生产石油化工锅炉高压管线等装备,并将其应用于石油、核能、化工等工业热端部的制造领域[1-3].虽然ENiCrFe-3 合金在高温条件下抗氧化性较好,但是在长期服役过程中会有大量碳化物析出[4],如:MC、M6C、M23C6等,对合金的耐腐蚀性及力学性能产生显著的影响.相关研究表明,相比于纯铁素体,碳化物通过和铁素体基体的互不相容性及铁素体晶粒之间的空间相互作用直接影响局部应变.位于晶界处的碳化物可以促进铁素体晶界处应变的扩展,但是,在碳化物和铁素体晶界密度高的区域,碳化物及晶界会减弱高局部应变的发生[5].
文中针对异种钢焊接接头元素扩散等问题,采用ENiCrFe-3 焊丝进行过渡层堆焊,为探究其焊接接头碳化物析出对力学性能所产生的影响,使用Abaqus 软件建立晶体塑性有限元模型,研究预边堆焊层处碳化物区的应力场,分析了力学性能,以及晶界交叉处的相对运动情况,从而揭示焊缝中碳化物析出对接头力学性能影响的微观机制.
1 试验方法
1.1 ENiCrFe-3 过渡层预边堆焊试验
针对厚板低合金耐热钢和……
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