特殊焊接件【低镍含氮炉用耐热钢R45（HK40焊条）】-4

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图1

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图2

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图3

材料名称：母材为低镍含氮炉用耐热钢R45（化学成分同【低镍含氮炉用耐热钢R45（S-R焊条）】-1；焊条为HK40耐热钢焊条[化学成分为：w（C）0.39%，w（Mn）1.98%，w（Si） 0.90%，w（Cr） 25.51%，w（Ni）20.4%]
浸 蚀 剂：10%草酸水溶液电解浸蚀
处理情况：焊条电弧焊后加工成时效试验的试样，然后进行900℃持久试验，试验应力为50MPa，经50.5h后断裂。持久断面位于熔合区。取垂直于断面的试样进行断口组织观察。
组织说明：图1所示为断裂的持久试样熔合线附近组织，其中下部为焊缝组织（基体为奥氏体柱状晶，晶界上分布着块粒状M₂₃C₆型碳化物，晶内有大量弥散状碳化物析出），下部有持久高温的过程中产生的黑色粗条沿晶裂纹，上部为热影响过热区组织（基体为奥氏体，出现大量块状铁素体，并有少量碳化物），中部为熔合区组织，其中存在铁素体聚集带。图1中上部出现的黑色沿晶小裂纹为持久过程中产生的蠕变裂纹。
      图2所示为垂直于断面区内的裂纹边缘组织：下部为焊缝区的胞状晶；上部为熔合线和母材过热区组织，其中存在大量块状铁素体。裂纹沿铁素体与基体奥氏体之间的界面裂开并扩展。
      图3所示为垂直于断面区的组织：下部为焊缝组织；上部黑白交界线为持久断面，可见断面沿熔合线中的铁素体与奥氏体的界面断开，在断面以下的黑色孔洞为高温持久过程中产生的孔洞，由分布在晶界上的多角形及三角形小空穴可知，它们为锲型（W型）蠕变裂纹。
      用高镍铬的HK40焊条焊接低镍含氮的炉用耐热钢R45，为异种耐热钢焊接，其焊接接头在持久过程中容易在熔合线附近的母材组织中生成大量聚集分布的δ铁素体，在这些铁素体与奥氏体之间的界面往往为萌生持久裂纹的裂源，以致裂纹扩展断裂。因此，这种母材与焊条间搭配的异种钢焊接而成的构件，其持久性能较差。
      高温蠕变发生在应力较高、蠕变速度较大的条件下，较易在晶粒的三重点上萌生出锲型裂纹，然后沿晶扩展成沿晶裂纹，最后导致断裂。这种锲型断裂形式又称为蠕变过程晶界开裂的W型裂纹。

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      现场金相/金相复型是江苏纳纪检测技术有限公司的优势检测项目。现场金相复型最早应用于电厂检修，通过分析珠光体球化等来预期老化程度及材料寿命。后拓展应用于石油化工中的现场检测，失效分析、不锈钢的晶间腐蚀及其敏感性等均可通过现场金相复型来完成。
目前常用的检测标准如
GB/T 17455-2008无损检测 表面检测的金相复型技术
DL/T 652-1998 金相复型技术工艺导则
DL/T 884-2004 火电厂金相检验与评定技术导则
ASTM E1351-2001  现场金相复制品的生产和评定标准实施规范
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