热加工工艺

作者：陈家伟, 李永奎, 程明聪, 鲁志伟, 武朋达,

关键词：9Cr-1Mo耐热钢, Ⅳ型裂纹, 蠕变孔洞, 有限元法,

针对超临界火电厂主蒸汽管道焊接接头蠕变失效问题，采用试验结合模拟的方法研究9Cr-1Mo耐热钢焊接接头蠕变孔洞形成长大规律及蠕变力学行为。对母材、焊接接头及细晶热模拟试样在550、600和650℃条件下进行了40～220 MPa蠕变试验。对厚板焊接接头蠕变中断试样（1010、2000、4425、6000、7020及7970 h）进行了蠕变孔洞产生位置以及累积量的观察与分析，对比有限元模拟力学参数分布及演化。结果表明，9Cr-1Mo耐热钢焊接接头蠕变强度低于母材，在高载荷条件下高于细晶区。随着外加载荷的降低，焊接接头的蠕变强度有低于模拟细晶区的趋势。孔洞在蠕变早期阶段开始形成于焊接接头细晶区及混晶区，随着蠕变时间增加，孔洞继续形成，并逐渐长大聚集，在蠕变后期孔洞聚集串联形成Ⅳ型裂纹。在9Cr-1Mo耐热钢焊接接头热影响区，蠕变孔洞与硬度之间存在一定负相关性。高温蠕变环境导致细晶区和混晶区硬度大幅度降低，而且蠕变温度对硬度的影响比蠕变时间更显著。9Cr-1Mo耐热钢焊接接头的多轴应力状态和最大主应力是蠕变孔洞形成和长大的主导力学因素。

来源：2025年第12期

《热加工工艺》期刊编辑部

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