【摘 要】
：
P91钢拥有优异的高温强度和抗蠕变性以及良好的焊接性,是火力发电机组蒸汽管道的主要用材。随着我国电力工业超（超）临界燃煤发电技术的发展,大容量、高蒸汽参数的火力发电机组对高温承压管道的薄弱区域焊接接头提出了更大的挑战。高温高压管道焊接接头热影响区宽度狭窄,各亚区域在整体失效过程中的作用难以准确界定。本论文首先对服役50000小时主蒸汽管用首批国产P91钢焊接接头沿壁厚方向不同位置的显微组织和力学性
论文部分内容阅读
P91钢拥有优异的高温强度和抗蠕变性以及良好的焊接性,是火力发电机组蒸汽管道的主要用材。随着我国电力工业超（超）临界燃煤发电技术的发展,大容量、高蒸汽参数的火力发电机组对高温承压管道的薄弱区域焊接接头提出了更大的挑战。高温高压管道焊接接头热影响区宽度狭窄,各亚区域在整体失效过程中的作用难以准确界定。本论文首先对服役50000小时主蒸汽管用首批国产P91钢焊接接头沿壁厚方向不同位置的显微组织和力学性能进行了研究,然后采用热处理方法模拟国产P91钢母材焊接热循环,获得了制备其焊接接头热影响区各亚区域大块试样的热处理工艺参数,最后将热模拟试样在650℃加速热时效200小时,研究了其不同时长加速热时效态的组织性能以及模拟热处理工艺的有效性,得出了如下主要研究结果:服役50000小时主蒸汽管道用国产P91钢管内壁焊接接头仅过回火区板条马氏体位向清晰,而管中部和外壁仅细晶粒区板条马氏体均发生回复分解,板条形态特征不明显;部分相变区的铁素体晶粒尺寸比管中部和外壁大31%,且管内壁的析出相粒子尺寸较大,导致管内壁的强度最低,但塑韧性最高。管中部的析出相粒子尺寸较小,室温强度最高,塑性居中;管外壁的高温强度最好,但塑韧性最低;管中部母材区和部分相变区硬度均高于管内壁,管外壁的相应位置约5%,粗晶粒区则低于管内壁和管外壁的相应位置约6%;管外壁低硬度的部分相变区和易于发生蠕变损伤的细晶粒区最宽。因此,确定国产厚管P91钢壁厚方向不同位置焊接接头薄弱区域位于管外壁。对国产P91钢母材进行800℃、850℃、900℃、950℃、1000℃、1050℃、1100℃、1150℃、1200℃、1300℃正火热处理和700℃、755℃、800℃回火热处理,并对不同热处理条件下的试样进行组织和性能表征,结果表明:800℃正火组织未发生明显改变;850、950℃正火组织出现铁素体颗粒;950℃、1000℃正火组织为细小的板条马氏体;1050℃正火组织马氏体板条尺寸增加;1100℃、1150℃、1200℃正火组织为显著粗大的板条马氏体;1300℃正火组织中出现了δ铁素体。在此,可以将国产P91钢焊接接头热影响区划分为6个区域,即过回火、部分相变区、细晶粒区、晶粒尺寸转变区、马氏体粗晶粒区和δ铁素体-马氏体粗晶粒区。对800℃、850℃、950℃、1300℃正火+755℃回火的国产P91钢在650℃高温加速时效200小时,等效于在服役温度569℃运行54267小时,其与服役50000小时国产P91钢焊接接头管外壁的过回火区、部分相变区、细晶粒区和粗晶粒区的组织和性能具有较高的一致性。国产P91钢热影响区热模拟试样长时时效500小时后,开始有Laves相出现,此时部分相变区的硬度降低至国产P91钢焊接接头许用硬度162HBW附近,可能诱发IV型开裂;过回火区、细晶粒区和粗晶粒区软化区在超过相关机组服役年限（30年）之后硬度仅降低至185HBW左右;而晶粒尺寸转变区、马氏体粗晶粒区和δ铁素体-马氏体粗晶粒区硬度降低至185HBW所需的等效服役时长长达77年。
其他文献
混合电容器作为非对称电容器的一种,兼具了电池和超级电容的优点,具有高能量密度和高功率密度,通过匹配电池型电极和电容型电极,能够充分综合电池和超级电容器的优点,弥补了储能器件在电池和超级电容器之间的空缺。电极材料的研发被认为是提升储能器件性能的核心问题。MXene是一类新兴的需要深入研究的纳米材料。它具有可调的结构、大的比表面积、高的导电性、丰富的表面化学性质、亲水性和大的氧化还原活性位点。然而,M
二维过渡金属硫化物（TMDs）具有优异的力学性能、良好的光学吸收和电子迁移率等特性,不仅弥补了石墨烯零带隙的缺点,而且还具有可调的带隙,因此成为了制备下一代高灵敏度、高响应、小体积、宽光谱光电探测器的理想材料。二维TMDs范德华异质结没有悬挂键且不受晶格失配影响,因此在下一代的功能性电子和光电器件领域表现出巨大潜力。本文重点研究了在蓝宝石衬底上利用化学气相沉积法生长出不同的过渡金属硫化物薄膜（Mo
随着无线通讯技术的蓬勃发展,带来的电磁辐射对生态环境、人体健康以及军事武器装备产生了不容忽视的危害。研究表明,调控物质结构和进行杂原子掺杂是实现材料电磁参数调整的有效方法,其中,金属有机框架（MOFs）由于金属离子和有机配体的灵活性,其衍生的碳基复合材料不仅具有组成和结构易调控的优点,而且结构稳定性较好、合成方法简单、比表面积大。再者,其衍生的碳基复合材料实现了磁性粒子和介电组分的均匀分布,充分的
共价有机框架（covalent organic framework,COFs）材料是一类新兴的有机晶体多孔材料,是通过拓扑结构预设制备的具有轻元素（如C、H、O、N、B等）的网状多孔结构,在催化、光电存储、电子元件、气体吸附、化学传感等多个领域都具有很好的应用价值。特别的是,通过对COFs结构进行功能化修饰,将其应用于荧光传感领域,较小分子荧光探针相比,具有较大的比表面积和孔隙率,更多的反应单元,
在传统的机械制动传动系统如齿轮、滑动轴承和柴油机用钢活塞等的运行过程中,燃烧后会生成硫的氧化物,与水结合为硫酸蒸气从而产生含硫腐蚀气氛,且局部服役温度高达600℃,此时材料在高温、含硫苛刻工况下的耐磨性成为影响其使用的关键因素。本文选用铁基合金（Fe-25Mn-9Al-8Cr-1C）为研究对象,分别研究了 NiAl含量和Mo含量对其显微组织、力学性能、氧化性能和不同工况（干摩擦、含硫边界润滑、油润
铋层状铁电陶瓷材料具有高居里温度、低介电损耗、良好的抗疲劳性和无环境污染等特点,因此在铁电存储器以及高温电容器领域有广阔的发展前景。目前研究表明通过掺杂改性的铋层状铁电陶瓷微观组织中伴随着异常大晶粒的出现,且在低频下有较大的介电常数,但是大晶粒对铋层状铁电陶瓷的巨介电常数的影响因素和巨介电响应的机制尚不清楚。本文以K0.5B4.5Ti4O15（KBT）陶瓷为基体,引入高低价离子改性KBT陶瓷,引入
聚噻吩类电致变色材料因存在循环稳定性差、响应时间长等缺点,进而限制了其在电致变色器件（ECDs）中的应用。当ECDs的对电极（离子储存层）也由变色薄膜组成时,所组装的器件称为互补型电致变色器件。与单一变色薄膜结构的ECDs相比,互补型ECDs具有更加优异的循环稳定性、较高的光学对比度及着色效率。其中,离子储存层的厚度、透明导电基底的性能优化和变色层的形貌调控是决定互补型ECDs性能的关键因素。为此
染料废水作为工业废水的主要污染源之一,对生态平衡和人类健康均构成严重威胁,开发新型染料废水治理技术,成为实现资源高效利用和推进“双碳”目标亟待解决的问题。氧化法具有选择性高、催化活性位点易控和绿色无污染等优势,受到科研人员的高度重视。其中,4,4,5,5-四甲基-2-咪唑啉-1-烃氧基-3-氧化物（NIT）是一种具有高稳定性、高活性的氧化还原试剂,有望成为染料废水处理领域最具潜力的新型催化剂。本文
钛合金相比与铜合金有较低的密度,且比铜合金有较高的强度及硬度。用钛合金代替铜合金可实现装备减重。通过等离子熔覆在TC4钛合金上制备锡青铜熔覆层,既可使工件减重,又可在保证原锡青铜部件摩擦磨损与耐蚀性基础之上,制备耐磨及耐蚀性能更为优异的锡青铜熔覆层。在不同熔覆参数下制备锡青铜熔覆层,研究锡青铜熔覆层随工艺参数的改变其组织发生的变化,并且分析锡青铜熔覆层力学性能及耐蚀性能发生的变化,优化锡青铜熔覆层
ABO3型钙钛矿金属氧化物自发现以来,由于其巨磁阻效应、磁热效应以及在磁性相变点（TC）附近的金属-绝缘体转变等特性,成为物理学和材料科学领域的研究热点;另外,其在固体氧化物燃料电池（SOFC）阴极、NTC热敏电阻元件、高密度信息存储、快速读写及磁性传感器等领域具有实际或潜在应用。然而ABO3型钙钛矿金属氧化物在投入到实际应用之前仍然有很多问题需要解决,如:对电磁性质机制的了解尚不全面;磁电阻效应