不同蠕变条件下耐热钢焊接件的空洞损伤演化

摘要

针对两种马氏体耐热钢焊接接头(F92/Co3W2和Co3W2/Co3W2)在105～250 MPa和873～948 K条件下开展蠕变拉伸测试，利用Larson-Miller参数法外推不同温度下焊接接头服役100 000 h寿命对应的蠕变断裂许用应力，研究其在不同蠕变条件下的空洞损伤规律.随着外加应力的降低，两种焊件的断裂位置、断裂模式及断裂机制均发生了转变，从位于母材的穿晶塑性断裂变为细晶热影响区的沿晶脆性断裂(即Ⅳ型断裂).针对断口区域的空洞损伤变化规律的研究表明：(1)当断裂模式由塑性断裂转变为脆性断裂时，断口附近空洞会出现突变，塑性断口空洞“个头大数量少”而脆性断口空洞“个头小数量多”;(2)在相同断裂模式下，随蠕变应力的减小，空洞按照“尺寸变大、数量密度增大及面积分数增大”的规律变化；(3)Ⅳ型断口处空洞存在合并链接现象，其方向与应力方向垂直.

关键词

耐热钢焊件 / Ⅳ型断裂 / 蠕变损伤 / 空洞 / Larson-Miller参数法

基金资助

国家自然科学基金(52205182); 四川省科技计划资助(2023NSFSC0916); 中国石油西南油气田作业分公司技术开发项目(20220303-16); 灾变力学与工程防灾四川省重点实验室2023年开放课题(FMEDP202303)