0 前 言

在現(xiàn)代發(fā)電廠有數(shù)量可觀的異種鋼接頭， 可以分為兩大類： 奧氏體鋼與鐵素體鋼接頭和鐵素體鋼與鐵素體鋼接頭。 其中， 對于奧氏體鋼， 其室溫下組織為奧氏體+析出相； 對于鐵素體鋼，如蠕變強度增強型鐵素體 （creep strength enhanced ferrite, CSEF） 鋼， 隨化學成分和冷卻速率的不同， 在室溫下顯微組織既可以具有鐵素體、 貝氏體， 又可以具有馬氏體。 奧氏體鋼與鐵素體鋼異種鋼接頭備受關注， 因為這類接頭涉及物理、 力學和斷裂性能明顯的局部變化。 然而對于需經(jīng)受焊后熱處理 （PWHT） 并在高溫下長期運行的鐵素體鋼與鐵素體鋼的異種鋼接頭也具有一定的技術挑戰(zhàn)性， 因為在接頭界面處， 除了焊縫和HAZ 形成了不均勻組織之外， 在界面兩側(cè)的碳遷移行為， 對界面處金屬硬度分布態(tài)勢、 熔合區(qū)裂紋的產(chǎn)生、 接頭蠕變斷裂強度、 接頭的早期失效以及使用壽命等均會產(chǎn)生不利的影響。 前者（奧氏體鋼與鐵素體鋼接頭） 導致的早期失效問題突出， 有關研究文獻逐年增多

； 后者（鐵素體鋼與鐵素體鋼接頭） 早期失效傾向比前者低， 專題性探討文獻較為鮮見。 然而， 鑒于鐵素體鋼與鐵素體鋼DMWs 接頭界面處組織的復雜性， 以及電廠焊件工況條件的嚴苛性， 有必要對該類DMWs 接頭冶金特性繼續(xù)開展研究。 為此， 論文特意將鐵素體鋼與鐵素體鋼DMWs 接頭組織特性與使用性能相聯(lián)系， 探討其影響因素及控制原理。 該項研究對進一步認識鐵素體鋼與鐵素體鋼DMWs 接頭界面組織、 豐富異種鋼焊接理論以及工程應用， 具有一定理論意義和參考價值。

1 異種鐵素體耐熱鋼接頭界面組織特征

1.1 異種鐵素體耐熱鋼接頭組織轉(zhuǎn)變及HAZ 特征區(qū)

在焊接熱源作用下， 異種鐵素體鋼焊接接頭上各點距焊縫的遠近不同， 經(jīng)歷的焊接熱循環(huán)不同， 整個接頭區(qū)的組織是不均勻的， 如圖1

所示。

1.1.1 鐵素體鋼DMWs 的組織轉(zhuǎn)變

從社會層面來看，禮之實踐乃是以血緣關系為基礎的倫理情感的推演和擴充，亦即以仁者愛人過程在社會體制中得以發(fā)生的顯現(xiàn)。它在社會中具有重要的影響地位，它不僅維護了家庭倫理倫理秩序，也維護社會倫理秩序，更維護的國家的倫理秩序，是維系家庭、社會和國家安定和諧的重要紐帶。

鐵素體鋼DMWs 凝固時， 首先從液相析出δ 相， 進入三相區(qū)L+δ+γ； 繼續(xù)冷卻進入兩相區(qū)δ+γ； 約在1 400 ℃以上， 發(fā)生δ→γ 轉(zhuǎn)變，并進入單相γ 區(qū)； 在830 ℃以下發(fā)生γ→α （冷卻速度快時發(fā)生γ→B， 或γ→M） 轉(zhuǎn)變， 并進入單項α （B 或M） 區(qū)。 由于α 相溶解度較小，冷卻過程中從α 相析出M

C

碳化物

。 焊縫區(qū)組織實際上是不均勻的， 依據(jù)初始奧氏體晶粒（PAG） 類型、 尺寸和硬度的測量， 通?？梢苑譃槿齻€區(qū)域： PAG 尺 寸＞40 μm 的柱狀 區(qū)域，PAG 尺 寸 在30～40 μm 的 細 等 軸 區(qū) 域， 以 及PAG 尺寸＜10 μm 的非常精細的等軸區(qū)域， 如圖2

所示。 圖2 中①為柱狀區(qū)， ②為細等軸區(qū)，③為極細等軸區(qū)。 應該強調(diào)的是， 異種鋼焊縫的室溫組織將根據(jù)不同的化學成分和冷卻速率轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體、 貝氏體或馬氏體為主的不均勻組織。 對于w（Cr）=1.25%的焊縫金屬， 在大部分預期冷卻速率下， 鐵素體是焊縫的主導相；對于w（Cr）=2.25%的焊縫金屬， 鐵素體相被貝氏體部分取代； 對于w（Cr）=9%的焊縫金屬， 預計的主要相為馬氏體。

1.1.2 鐵素體鋼DMWs HAZ 組織轉(zhuǎn)變

把握習近平文化自信思想，要深刻理解習近平總書記堅持以人民為中心的重要思想，將以人民為中心貫穿到文化發(fā)展的各個環(huán)節(jié)。學術界普遍認為習近平文化自信思想所蘊含的主體是人，但又進一步對主體人進行了更加細致的劃分。代金平認為“文化自信要堅持以人民為中心，依靠人才，以價值觀育人?！薄?7〕王資博認為，“當代中國文化自信的主體是人，包括組織（黨）、群體（人民群眾）及個體（人才）。 ”〔18〕從現(xiàn)有的研究成果來看，習近平所提出的文化自信的主體包括中國共產(chǎn)黨、人民群眾、人才、企業(yè)等，客體包括文化事業(yè)和文化產(chǎn)業(yè)等。

受焊接熱循環(huán)峰值溫度T

的影響， 鐵素體鋼DMWs 的HAZ 通常包括6 個特征區(qū)域 （見表1

）： ①峰值溫度T

≥1 250 ℃的粗晶HAZ。該區(qū)原始基體完全再奧氏體化， 初始奧氏體晶界（PAGB） 尺寸>40 μm， 二次析出物完全被溶解。②峰值溫度T

為1 000～1 250 ℃的晶粒長大區(qū)。該區(qū)原始基體+PAGB 尺寸在30～40 μm 范圍內(nèi)的完全再奧氏體化， 二次析出物幾乎完全被溶解。 ③峰值溫度T

為900～1 000 ℃的細晶HAZ。該區(qū)小于10 μm 范圍內(nèi)的原始基體+PAGB 尺寸完全再奧氏體化， 二次析出物不完全被溶解。 ④峰值溫度T

為850～900 ℃的臨界HAZ。 該區(qū)塊狀基體中開始大規(guī)模轉(zhuǎn)變， 二次析出物不完全溶解。⑤峰值溫度T

為830～850 ℃的熱影響區(qū)再生奧氏體產(chǎn)生區(qū)。 該區(qū)在初始奧氏體晶界 （PAGB）引發(fā)大規(guī)模轉(zhuǎn)變。 ⑥峰值溫度T

＜830 ℃的亞臨界或回火熱影響區(qū)。 該區(qū)原熱影響區(qū)基體因經(jīng)受回火而軟化， 但未發(fā)生大規(guī)模轉(zhuǎn)變。

網(wǎng)絡安全主要包括意識形態(tài)安全、數(shù)據(jù)安全、技術安全、應用安全、資本安全、渠道安全等方面。其中，政治安全最根本?，F(xiàn)在境外敵對勢力將互聯(lián)網(wǎng)作為對我國滲透破壞的主渠道，以“網(wǎng)絡安全”為名，不斷對我攻擊污蔑、造謠生事，試圖破壞我國社會穩(wěn)定和國家安全；一些人出于政治或商業(yè)利益炒作熱點敏感問題，甚至進行違法犯罪活動；互聯(lián)網(wǎng)新技術被一些人作為新的傳播工具，大肆散布違法有害信息。在互聯(lián)網(wǎng)上能否贏得意識形態(tài)領域滲透和反滲透的勝利，在很大程度上決定我們國家的未來。

實測的兩種鐵素體耐熱鋼P22 鋼和P91 鋼HAZ 的組織見表2

。 可以看出， HAZ 的組織分布是不均勻的。 在完全淬火區(qū)出現(xiàn)了粗大的馬氏體 （P91 鋼HAZ） 或粗大的鐵素體+粒狀貝氏體 （P22 鋼HAZ）， 在不完全淬火區(qū)形成了大小不一的馬氏體+碳化物+微量δ-鐵素體（P91 鋼HAZ） 或鐵素體+粒狀貝氏體 （P22 鋼HAZ）。

1.2 脫碳層和增碳層

與奧氏體鋼與鐵素體鋼DMWs 接頭相比，鐵素體鋼與鐵素體鋼DMWs 接頭中熔合線兩側(cè)成分差異雖然較小， 但依然存在， 促使碳元素在焊后熱處理或焊后加熱過程中不斷地從低合金側(cè)向高合金側(cè)遷移， 使高合金側(cè)增碳， 形成增碳層， 低合金側(cè)脫碳， 出現(xiàn)脫碳層。

Kozeschnik 等

使用波長色散X 射線分析儀（WDX） 測量跨越熔合線的碳分布， 研究了由2.25Cr-1Mo 母材和9Cr-1Mo 焊縫金屬制成的厚截面多道焊件， 揭示了焊后狀態(tài)下碳的分配，如圖3 所示

。 圖3 （a） 中的顯微組織顯示， 低合金2.25Cr-1Mo 鋼熔合線左側(cè)形成的碳化物貧化區(qū)， 以及在9Cr-1Mo 焊縫金屬中明顯可見寬度為20 μm 的碳化物焊縫。

Lundin 等

研究了732 ℃（1 350 ℉） 下焊后熱處理64 h 后， 2.25Cr-1Mo 母材和9Cr-1Mo 焊縫金屬之間的熔合線附近碳的分配， 如圖4

所示。 脫碳層由粗大的鐵素體晶粒所組成， 而增碳層則形成碳化物強化組織

。

文獻[12]采用TIG 打底+SAW 填充工藝以及5%Cr 填充焊絲， 對9%Cr 馬氏體和2.25%Cr 貝氏體鋼DMWs 接頭進行焊后熱處理， 研究了DMWs 接頭界面的碳遷移現(xiàn)象。 光學顯微鏡觀察顯示， 在界面①和界面②附近均出現(xiàn)了碳遷移現(xiàn)象 （如圖5 所示）。 然而在兩個界面處碳遷移的方向卻有所不同。 在界面①， 碳從焊縫測向9%Cr 母材HAZ 側(cè)遷移， 脫碳層位于焊縫中熔合線附近， 增碳層位于9%母材HAZ； 而在界面②，碳從2.25%Cr 母材向焊縫中熔合線附近遷移， 如圖5 和圖6

所示， 界面與碳遷移部位及厚度的關系見表3。

從上述分析和試驗結(jié)果可以看出， 鐵素體異種鋼焊縫的室溫組織， 將根據(jù)不同的化學成分和冷卻速率轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體、 貝氏體或馬氏體為主的不均勻組織。 不同鋼種在HAZ 完全淬火區(qū)和不完全淬火區(qū)形成的組織更加不均勻。 在異種鋼接頭界面處， 脫碳層由粗大的鐵素體晶粒組成， 而增碳層則形成碳化物強化組織。

2 異種鐵素體耐熱鋼接頭界面組織影響因素

2.1 焊縫金屬化學成分

上述兩種試驗結(jié)果及理論方面的分歧， 是由于試驗所用鋼種不同、 試驗條件不同（后者僅僅是模擬試驗， 與現(xiàn)場結(jié)構(gòu)及運行工況條件有差異）、 焊接接頭組織細節(jié)不同以及接頭拘束強化與應力釋放的影響有所不同所造成。

作為與母材同類的Cr-Mo 合金系焊縫金屬成分變化時， P91 鋼+P22 鋼的DMWs 接頭顯微組織的主要相組成大致是不變的。 無論在AW、 PWHT 或高溫服役中， 變化最大的當屬焊接接頭界面附近的碳遷移區(qū)。 為此， 本文重點討論界面附近的碳遷移變化， 包含碳遷移方向、 脫碳層和增碳層的寬度等。 異種鐵素體鋼焊接接頭界面處的碳遷移主要取決于該處碳的活度梯度（活性）。 碳的活性隨碳含量的降低或金屬中碳化物形成元素的存在而降低。 在P22 鋼成分條件下， 隨碳含量增加約2 倍（從0.07%至0.15%）， 致使碳的活性增加類似的倍數(shù)。 此外，在P22 鋼成分中添加碳化物形成元素， 如Nb、V、 Ti 等， 可使碳活性降低50%

。

Cr 是一種很強的碳化物形成元素， 可降低碳的活度系數(shù)。 合金中Cr 的含量越高， 碳活度系數(shù)越低， 越能促進碳從高活性碳合金向低活性碳合金遷移。 不同鋼材在600 ℃ （1 112 ℉）工作溫度時， 計算的碳活度值如圖7

所示。 從圖7 可以看出， 在600 ℃時P91 鋼的碳活度僅為P22 鋼的2.7%， 可使碳活性降低約73%。 因此在P22 鋼母材上熔敷P91 鋼的DMWs 接頭界面處， 碳的遷移方向為從P22 鋼向P91 鋼擴散， 而不是相反方向 （如圖4 所示）。 同理，用E9015-B3 焊材焊接P91 鋼+P22 鋼時， 在界面①處， 碳遷移的方向為焊縫向P91 鋼HAZ 擴散， 而在界面②處， 則是從P22 鋼HAZ 向E9015-B3 焊縫擴散 （如圖5 所示）。 異種鋼接頭中， 碳遷移方向由碳的活度降低方向所決定， 即碳由低鉻鋼側(cè)向高鉻鋼側(cè)遷移

。

異種鋼焊接接頭界面兩側(cè)碳化物形成元素對碳遷移有重要影響。 當焊縫中含有較多碳化物形成元素時， 形成了穩(wěn)定的碳化物， 可以降低焊縫金屬中碳的活度， 減弱焊縫金屬中碳的遷移和脫碳層的形成； 當母材中含有較多碳化物形成元素時， 必然降低母材金屬中碳的活度， 促進并強化碳的遷移和增碳層的形成。

2.2 焊后熱處理參數(shù)（溫度和保溫時間）

與焊態(tài)時鐵素體DMWs 接頭所經(jīng)歷的高溫短時間熱循環(huán)不同， 焊后熱處理過程中異種鋼接頭經(jīng)受相對低溫 （A

以下溫度） 和長時間的作用后， 接頭界面處的碳遷移更加明顯， 如圖8

所示。 圖中異種鋼試件隨750 ℃保溫時間增長， 接頭界面處脫碳層和增碳層寬度均明顯增大。

學生需認真學好基礎知識，把握統(tǒng)計實踐中的基本技能，主要要把原理理解清楚細致，在掌握基本概念的基礎上，增加動手計算能力和實際數(shù)據(jù)整理分析能力，通過《統(tǒng)計學原理》打牢基礎，與其他課程形成完整的知識體系，要認真理解統(tǒng)計計算的真正含義，老師在講授說明時，應多舉實際案例講解分析，更利于學生掌握。

焊后熱處理對鐵素體鋼DMWs 中的多層界面處碳遷移的影響也非常突出。 圖9

所示是采用GTAW 將9Cr-1Mo 焊縫熔敷在2.25Cr-1Mo母材板上， 然后在732 ℃ （1 035 ℉） 下熱處理16 h 后焊縫金屬的光學顯微照片。 可以看出， 在第一道和第二道焊道界面HAZ 形成了明顯的脫碳層。 其實在焊后狀態(tài)下通常是看不到焊道間碳遷移層的。 這是由于焊態(tài)下焊道間界面兩側(cè)碳的活度差很小所致。 然而經(jīng)歷了PWHT 后， 由于相對高的熱處理溫度和一定時間作用下， 原本被后道焊縫回火的前道焊縫的晶粒被細化， 晶界占比提高后， 在熱處理相對高溫下， 碳化物被溶解， 固溶的碳原子穿越焊道間界面的速度加快 （細晶搭接區(qū)中碳的擴散速度比粗晶區(qū)大約快一個數(shù)量級

）， 導致后焊道HAZ （被搭接區(qū)界面） 脫碳層顯現(xiàn)。

《小學道德與法治課程標準》明確指出：“生活是道德與法治的源泉，要想讓學生獲得健全的人格、良好的品德，必須從他們的生活體驗、認識和感悟著手，貼近學生生活的教學實踐活動，才能幫助學生建立更真實更深刻的認知，才能激發(fā)他們內(nèi)心的而非表面的道德情感。”道德與法治課堂包含眾多生活因子，這是毋庸置疑的。如何利用生活化的元素為教學服務，考驗的是教師的教學智慧。教師要在對學生生活實際進行深入調(diào)查、了解、研究的基礎上，找到教學內(nèi)容與學生生活的銜接點，同時借助生活化的故事營造濃厚學習氛圍，突破教學重難點，為高效課堂奠定堅實基礎。

（1） 在550 °C 工 作 溫 度 下， 異 種 鋼 焊 接接頭界面處會發(fā)生所謂碳化物分解、 擴散、 再析出過程

。 工作溫度越高、 運行時間越長， 碳化物分解、 析出越強烈， 異種鋼焊接接頭界面處碳遷移層越明顯。

2.3 焊接工藝參數(shù)

從理論上講， 焊接工藝參數(shù)的變化 （諸如焊接電流、 電弧電壓、 焊接速度、 熱輸入以及接頭形式、 坡口角度等） 可能影響母材熔合比， 進而影響鐵素體鋼DMWs 接頭界面處元素分布。 但是有研究

表明， 對于焊后狀態(tài)Cr-Mo系鐵素體鋼DWMs 接頭界面處碳遷移現(xiàn)象并不明顯， 只有PWHT 后碳遷移變得明顯， 而且隨熱處理溫度和保溫時間增大， 碳遷移層寬度變寬。 這是由于焊接工藝參數(shù)導致的母材熔合比變化， 并未造成界面兩側(cè)碳活度差明顯增大所致。 但也有例外， 鄭云蔚等

在鐵素體鋼DMWs 窄間隙接頭中發(fā)現(xiàn)的碳遷移即與母材熔合比相關， 如圖11

所示。 可以看出， 在PWHT（回火處理） 窄間隙接頭熔合線2.25%Cr 焊縫一側(cè)出現(xiàn)了白色鐵素體脫碳層組織。 這是由于窄間隙坡口位置的限制， 容易出現(xiàn)焊道與側(cè)壁熔合不良部位， 造成部分焊道熔合比較小， 使得母材與焊縫成分差異較大， 從而導致碳遷移現(xiàn)象發(fā)生， 對接頭的各項力學性能均帶來不良影響。 由此看來， 焊接工藝參數(shù)， 乃至焊接方法對此類異種鋼接頭界面處組織的影響亦不可被忽略。 遺憾的是， 涉及焊接工藝參數(shù)、 焊接方法對該類異種鋼接頭碳遷移影響的文獻較少。 隨著該類異種鋼焊接應用的擴大， 以往較少關注的影響因素將會逐漸顯現(xiàn)。

2.4 工作溫度下運行時間

文獻[17]研究了不同熱處理規(guī)范處理的5 種鐵素體DMWs 接頭在550 ℃（1 022 ℉） 下運行2 000～10 000 h 后脫碳層寬度的變化 （5 條曲線分別代表了5 種不同熱處理規(guī)范試樣， 如圖12

所示）。 可以看出， 總體趨勢是， 隨運行時間的加大， 鐵素體DMWs 中脫碳層寬度變寬了。當運行時間為0 時， 5 種試件脫碳層寬度從大到小的排序為A＞B＞C＞D＞E。 5 條曲線縱坐標的起始位置脫碳層寬度數(shù)值差距較大， 但隨運行時間加大， 縱坐標數(shù)值差距逐漸縮小， 終點時間 （10 000 h） 縱坐標數(shù)值趨于接近。 其中， 除了A 試件的脫碳層寬度約為223 μm 之外， 其余4 種試件的脫碳層寬度被聚集為190～200 μm 很小范圍。

對于上述結(jié)果可以進行如下解釋：

焊后熱處理參數(shù)（溫度與時間） 對鐵素體鋼DMWs 接頭界面增碳層寬度共同影響的試驗結(jié)果如圖10

所示。 該試驗在低碳鋼母材上堆焊9Cr-1Mo 焊縫， 測試接頭界面處增碳層寬度， 并與回火參數(shù)P （綜合考慮溫度和時間共同作用的參數(shù)， T 為回火溫度， t 為回火時間， C 為常數(shù)）建立關系。 結(jié)果表明： ①隨回火參數(shù)P 增大，接頭界面處增碳層寬度明顯增大， 曲線呈單調(diào)上升趨勢； ②從熱處理溫度看， 700 ℃時界面處增碳層寬度的實測數(shù)據(jù)點落在圖中曲線最上端附近， 增碳層最寬， 600 ℃時數(shù)據(jù)點居曲線中段附近； ③500 ℃時數(shù)據(jù)點落在曲線最下端附近。 可以看出， 熱處理溫度與時間共同作用， 對碳遷移的影響很突出。 究其原因， 是焊后相對高的熱處理溫度和一定時間， 使界面處碳化物溶解， 固溶的碳原子穿越界面擴散所引起。 熱處理溫度越高， 時間越長， 碳化物溶解、 析出越強烈， 碳的遷移越明顯。

(1)我不知怎樣,只覺自己在旋渦里邊轉(zhuǎn)。我從來沒有經(jīng)過這個現(xiàn)象,現(xiàn)在,竟轉(zhuǎn)的我?guī)缀趸枞?。?我莫非在做夢么?

（3） 5 條曲線從初始具有大差距脫碳層寬度到10 000 h 終點脫碳層寬度被聚集在一個較小的高數(shù)值范圍， 這是由于不同熱處理狀態(tài)下試件在550 ℃長期時效過程中， 接頭界面處碳化物分解、 擴散、 再析出過程持續(xù)進行并逐漸減弱的趨勢所致。

3 異種鐵素體耐熱鋼接頭界面組織的影響

3.1 對異種鋼接頭硬度分布的影響

文獻[20-21]對P91+P22 異種鋼焊縫接頭試樣進行單軸蠕變試驗， 研究焊縫金屬強度匹配對接頭蠕變性能的影響， 如圖16

所示。 可以看出， 總的趨勢是隨LMP （綜合考慮高溫運行溫度和時間對蠕變強度共同作用的參數(shù)，LMP= （273+T）×（20+logt）） 增大， 接頭的蠕變強度下降。 這是試件經(jīng)受一定工作溫度和持續(xù)時間以后， 異種鋼接頭脫碳層薄弱環(huán)節(jié)性能逐漸被惡化所致。 圖16 中實線表示P22 鋼的平均蠕變斷裂強度， 虛線則為對應20%的公差下限； 空心圓所表示的高強匹配焊縫 （P91 焊縫金屬） 接頭壽命被延長， 這是由于高強焊縫對脫碳層的拘束強化所致； 實心方點所表示的低強匹配焊縫 （P22 焊縫金屬） 接頭壽命被縮短， 則是由于低強焊縫釋放接頭應力， 減弱了脫碳層的拘束強化作用， 致使接頭蠕變強度降低。文獻[22]對T91+12Cr1MoV 焊接接頭在650 ℃、25 MPa 條件下模擬試驗500 h 后， 發(fā)現(xiàn)了與圖16 相反的結(jié)果。 認為采用低強匹配將在一定程度上減緩應力和拘束條件， 從而也減緩了該區(qū)域的蠕變損傷速度。 反之， 在高強度填充材料接頭中， 與高合金焊縫連接的低強母材界面得不到這種減緩的作用， 蠕變損傷的速度會高得多。

3.2 對異種鋼接頭裂紋傾向的影響

文獻[18]介紹了使用P22 （E9018-B3） 焊材將一個CrMoV 截止閥 （1.25Cr-1Mo-0.25V） 焊接到P91 鋼主蒸汽管線上的實例。 閥門壁厚76 mm，P91 鋼管道壁厚40 mm， 如圖14

所示。 具有鐵素體鋼DMWs 接頭的熱回收蒸汽發(fā)生器的運行條件為565 ℃（1 050 ℉）、 12.4 MPa （1 800 psi）。 運行<5 000 h 后發(fā)現(xiàn)， 沿P22 焊縫與P91 母材界面處脫碳層擴展的裂紋， 如圖15

所示。 分析認為， 該裂紋是接頭設計不良造成的。 P22 （E9018-B3） 作為填充材料， 加劇了接頭運行中的失效危險。 因為在565 ℃工作條件下， 在界面①處焊縫側(cè)碳的活度大于母材P91 鋼HAZ 的； 而在界面②處兩側(cè)碳的活度差較?。硪荒覆?.25Cr-1Mo-0.25V 側(cè)除了含有1.25%Cr 外， 還含有1%Mo、 0.25%V 以及0.40%Ni。碳化物形成元素Cr、 Mo 和V 可降低母材側(cè)碳的活度， 減弱碳向焊縫一側(cè)遷移， Ni 具有阻止碳遷移的作用）。 因此在界面①處焊縫側(cè)形成的脫碳層就成了接頭運行中的薄弱環(huán)節(jié)。 在12.4 MPa（1 800 psi） 應力長期（<5 000 h） 作用下， 尤其在焊縫焊趾處（圖15 （a） 中箭頭所指處） 應力集中嚴重， 正是粗大鐵素體脫碳層組織所在地， 很容易引發(fā)并沿脫碳層擴展的裂紋， 如圖15 （b） 和圖15 （c） 所示。 可以看出， 接頭脫碳層組織的形成是該處裂紋萌生的必要條件， 而拉伸應力和應力集中則是裂紋擴展的充分條件。

3.3 對異種鋼接頭力學性能的影響

文獻[19] 對采用表6工藝要點焊接的P91+10CrMo910異種鋼接頭試件進行了力學性能測試。 結(jié)果表明， 接頭三個抗拉強度試件平均值為482 MPa， 小于500 MPa（見表8）。由于E6015-B3焊縫金屬的抗拉強度大于或等于590 MPa，因此，試樣的拉伸斷口部位不可能位于焊縫區(qū)，只能位于低強度10CrMo910鋼母材測。 E6015-B3電焊條熔敷金屬抗拉強度保證值為600～700 MPa，比P91或10CrMo910母材的抗拉強度要高。 可見， 異種鋼接頭焊縫金屬的匹配方式屬于等強或高強匹配， 而非低強匹配。

再往海邊的話，就該到Cantolio了。這家酒莊成立于70年代，其中一片葡萄藤直接種在海灘上，海灘遍布鈣質(zhì)巖石裂縫。這片葡萄田需要人工種植和采摘，每年的數(shù)量非常有限。Cantolio憑借其高分酒質(zhì)及高性價比，著實讓人眼前一亮。實際上這個酒莊的實力早已彰顯，從2013年起連續(xù)三年在“柏林葡萄酒大獎賽”、“亞洲葡萄酒大獎賽”和“布魯塞爾世界葡萄酒大賽”中拿下金銀獎，意大利最權威的葡萄酒指南“Luca Maroni”為其評出了90分的高分。如此喝了一圈，最后不如到亞得里亞海邊去大快朵頤，這里的魚蝦非常鮮美！

（2） 當橫坐標為0 時， 5 種試件脫碳層寬度從大到小的排序之所以為A＞B＞C＞D＞E， 這是由于： A 試樣PWHT 溫度高達730 ℃， 保溫時間長達10 h， 根據(jù)上述碳遷移理論， 界面處脫碳層寬度最大達160 μm； B 試樣PWHT 溫度高達730 ℃， 保溫時間減少至2 h， 界面處脫碳層寬度減至90 μm； C 試樣PWHT 溫度降至680 ℃， 保溫時間10 h， 界面處脫碳層寬度接近90 μm； D 試樣PWHT 溫度為680°C， 保溫時間減至2 h， 界面處脫碳層寬度約為50 μm；E 為焊后狀態(tài)焊接試樣， 不經(jīng)歷重熱作用， 界面處脫碳層寬度為0， 無碳遷移現(xiàn)象。

焊后熱處理態(tài)的鐵素體DMWs 接頭抗拉試件斷裂部位并未斷在預期的P91 鋼與E6015-B3焊縫金屬界面處的脫碳層部位， 而是斷在10Cr-Mo910 母材區(qū)。 該結(jié)果與本文3.2 節(jié)所分析的 “接頭界面的脫碳層是接頭運行中的薄弱環(huán)節(jié)” 觀點不一致。 這是由于表8 所示的數(shù)據(jù)僅僅是焊后熱處理焊接試件室溫時的靜態(tài)拉伸結(jié)果， 生產(chǎn)現(xiàn)場的異種鋼接頭在一定工作溫度下要長期運行， 不僅脫碳層的寬度要變寬， 而且脫碳層性能會進一步惡化， 正如圖15 中在565 ℃和12.4 MPa 應力下， 運行不到5 000 h 即在界面①脫碳層產(chǎn)生裂紋一樣， 發(fā)生開裂失效的幾率很高， 充分證明接頭的碳遷移脫碳層是接頭的薄弱環(huán)節(jié)。

3.4 對異種鋼接頭蠕變斷裂性能的影響

文獻[11]對具有E8015-B8 焊縫金屬和P22鋼母材的焊接試樣進行740 ℃、 2 h 焊后熱處理， 然后在570 ℃下運行75 000 h， 并實測了界面處顯微硬度和碳元素分布 （如圖13

所示）， 以及碳遷移層寬度 （見表5）。 可以看出： ①使用電子顯微探針 （EMPA） 測量的碳含量結(jié)果與計算結(jié)果基本一致 （圖13 （a） 和圖13 （c））。 ②界面處顯微硬度 （HV

） 分布與碳元素分布形態(tài)相對應， 即脫碳層硬度低與含碳量低相對應， 增碳層硬度高與含碳量高相對應， 且在界面處是硬度和碳含量的突變區(qū)。脫碳層最低硬度低于 P22 鋼母材硬度（150HV

）， 增碳層硬度峰值高于E8015-B8焊縫金屬硬度231HV

達275HV

。 這種趨勢是界面處兩側(cè)顯微組織 （脫碳層為粗大鐵素體、 增碳層為碳化物強化組織） 所決定的。 ③對于界面處碳遷移層寬度的測量， 不同方法下出現(xiàn)一些差異。 其中， 光學顯微測試與電子顯微探針 （EMPA） 測試的數(shù)據(jù)均偏低 （圖13 （c）和圖13 （b））； 從圖13 （d） 顯微硬度分布圖上獲得的碳遷移層寬度與計算所得寬度有一定可比性。

本文涉及的鐵素體材料和焊縫金屬的化學成分及力學性能見表4。 可以看出， 由于母材和焊材中Cr 元素和其他碳化物形成元素含量的差異， 在隨后的焊接、 焊后熱處理以及高溫服役期間， 對異種鋼接頭界面組織均會帶來不同的影響。

文獻[23] 提供了P22+P22 和P22+P91 鋼焊接接頭在550 ℃試驗溫度下的蠕變特性曲線（如圖17

所示）。 圖17 中實線表示平均的蠕變斷裂強度 （CRS）， 虛線表示數(shù)據(jù)分散帶上下限； 綠色實心三角點、 紅色實心三角點和黑色實心圓點分別表示橫向焊縫標準試樣、 橫向焊縫大拉伸試樣和管道對接焊縫試樣的CRS。 所有P22+P22 接頭的CRS 測點均落在分散帶內(nèi)的實線附近， 且接頭斷裂時間約為11 500 h； 而P22+P91 接頭的所有CRS 測點均落在分散帶的下限， 接頭斷裂時間約為7 000 h。 后者的斷裂時間比前者短得多， 僅為前者的61%， 即其壽命比前者短得多。

招標投標制度在水利工程建設中的推行，一定程度上創(chuàng)造了公平競爭的市場環(huán)境，促進了企業(yè)間的公平競爭，在工程項目上起到了節(jié)省資金、確保質(zhì)量、保證項目按期完成、提高投資效益和社會效益的作用。但隨著水利工程項目的增多，在一些中小型水利工程招標投標中，凸顯出幾點問題，值得思考和探討。

根據(jù)異種鋼接頭碳遷移理論， 并參考母材與焊縫金屬化學成分（表4 和表7）， 可以認為， 在界面①， 即P91 鋼與E6015-B3 焊縫金屬熔合線附近， 更容易形成碳遷移。 碳遷移的方向為焊縫向P91 鋼HAZ 擴散。 而在界面②， 即E6015-B3焊縫金屬與10CrMo910 母材熔合線附近， 碳遷移形成傾向較小。 這是因為在界面①兩側(cè)碳的活度差較大， 而在界面②兩側(cè)碳的活度差較小。

P22+P91 焊接接頭蠕變強度比P22+P22 接頭差的原因， 可歸結(jié)為P22 （E9015-B3） 焊縫金屬中脫碳區(qū)薄弱環(huán)節(jié)所為。 焊接接頭失效部位金相照片（如圖18

所示） 進一步佐證了理論分析的客觀性。

4 異種鐵素體耐熱鋼接頭界面組織控制原理

對異種鐵素體耐熱鋼接頭界面組織的控制，主要指對界面組織可能產(chǎn)生危害的控制。 在這類異種鋼焊接工程應用中， 除了接頭焊后熱處理規(guī)范及工件運行溫度必須依照規(guī)范進行之外， 受接頭界面兩側(cè)碳活度的控制， 采用熔化焊接接頭的碳遷移現(xiàn)象的出現(xiàn)是不可避免的。此時應關注的是如何控制碳遷移層嚴重程度，防止脫碳層裂紋的形成， 以及接頭蠕變斷裂強度的降低。 可以考慮從以下工藝途徑進行控制， 具體見表9。

改革開放以來黨對廉政建設的探索………………………………………………………………鄒 謹，張 安，孟繁英（4.45）

按照成分決定組織和性能的冶金學原理，首先是填充材料化學成分的控制。 具體來說：一是控制焊縫中的含碳量。 通常焊縫中碳含量不宜較高， 除了焊接性的考慮之外， 如果碳含量較高， 碳的活性提高， 致使碳遷移層的強烈程度提高， 這是不希望的。 其關鍵技術是要減小界面兩側(cè)碳的活度差， 進而減小脫碳層可能帶來的危害， 獲得高的接頭蠕變斷裂強度。 二是控制焊縫中的碳化物形成元素 （如Cr、 Mo、V、 Nb、 Ti 等） 種類及其含量。 尤其Cr 含量對碳遷移的影響最強烈， 必須合理控制， 其關鍵技術仍然是減小界面兩側(cè)碳的活度差， 進而減小脫碳層可能帶來的危害， 獲得高的接頭蠕變斷裂強度。 三是母材坡口面預堆隔離層 （如圖19

所示）。 對于P22+P91 異種鋼接頭， 在P91 側(cè)坡口面預堆E8015-B8 隔離層 （焊縫中Cr、 Mo含量與P91 鋼很接近）， 在P91 鋼允許的規(guī)范下 （760 ℃±10 ℃） 進行亞臨界焊后熱處理； 然后在現(xiàn)場將帶有隔離層的P91 鋼與P22 鋼用E8015-B8 焊條焊接 （E8015-B8 焊縫中不加碳氮化物形成元素）， 并在P22 鋼允許的規(guī)范下（720 ℃±20 ℃） 進行焊后熱處理 （與P91 鋼相比， 焊后熱處理溫度被降低約40 ℃）。 在接頭界面①處（圖19

） 兩側(cè)碳的活度差減小， 碳遷移不明顯。 在界面②處 （圖19

） 存在一定脫碳層， 但由于E8015-B8 焊縫中不加碳氮化物形成元素， 可以接受P22 鋼允許的較低焊后熱處理溫度規(guī)范， 減弱對界面②處脫碳層的影響，獲得較高的接頭蠕變斷裂強度。

第二個工藝途徑是脫碳層組織部位轉(zhuǎn)移法。對于壁厚不同的管道 （P91+P22） 對接接頭，為了防止P91 鋼與具有P22 鋼成分焊縫界面處碳遷移層在運行應力和應力集中作用下形成裂紋， 并導致接頭早期失效 （如圖14 和圖15 所示）， 可以采用帶有錐度的過渡管與兩個壁厚不同的P91 鋼和P22 鋼連接接頭設計方案 （如圖20

所示）。 將接頭脫碳層部位轉(zhuǎn)移至低應力區(qū)， 并降低接頭應力集中。 其中， 接頭Ⅰ的焊縫金屬與兩側(cè)母材成分接近， 界面處的碳遷移不明顯。 在接頭Ⅱ， 兩個界面的脫碳層均被置于較厚管壁部位， 其工作應力至少低了50%，焊縫表面焊趾處應力集中傾向很小， 從而防止了脫碳層裂紋的形成， 獲得了較高的接頭蠕變斷裂強度。

近日，一位名叫唐靜的家政員拿到了由長沙銀行頒發(fā)的誠信家政注冊卡，成為湖南省首位誠信注冊制家政員。這標志著“湖南·長沙家庭服務誠信平臺”正式上線，今后，長沙市民可通過此平臺進行家政預約、誠信查詢、家政服務溯源、實時評價家政服務質(zhì)量等。

綜上可以看出， 焊縫成分控制法是接頭界面組織控制或改善的必要前提條件， 而脫碳層組織部位轉(zhuǎn)移法雖然不能直接改變或改善碳遷移層組織形態(tài)， 但通過轉(zhuǎn)移脫碳層組織部位， 能有效防止裂紋發(fā)生， 提高接頭的蠕變斷裂強度， 亦是保證接頭安全運行較為有效的工藝措施之一。

5 結(jié) 論

（1） 在焊后熱處理或運行溫度下的鐵素體鋼DMWs 接頭的界面組織中， 除了焊縫區(qū)和HAZ 的不均勻組織之外， 通常會形成由粗大的鐵素體晶粒所組成的脫碳層和碳化物強化組織的增碳層。

（2） 在鐵素體鋼DMWs 接頭界面組織影響因素中， 焊縫金屬的化學成分有重要影響； 焊后熱處理規(guī)范 （溫度和時間） 及工作溫度下運行時間的影響很突出； 焊接工藝參數(shù)的影響亦不可忽略。

（3） 異種鋼焊接接頭界面處顯微硬度分布與碳元素分布形態(tài)相對應， 接頭脫碳層裂紋的產(chǎn)生、 異種鋼接頭試件室溫下靜態(tài)拉伸力學性能及試件斷裂部位均與高溫運行試件不同， 以及隨Larson Miller 參數(shù)增大、 接頭的蠕變強度下降等不利影響， 均為異種鋼接頭界面碳擴散行為所導致。

宮頸是女性生上生殖道的重要防線，可有效阻止下生殖道病原體感染上生殖道，但由于宮頸管單層柱狀上皮抗感染能力較差，在受到性交、手術、分娩、流產(chǎn)等機械性受損后，容易發(fā)生感染[2-4]。宮頸炎又分為急性和慢性兩種，若急性宮頸炎為能得到及時有效的治療可演變?yōu)槁詫m頸炎而慢性宮頸炎與宮頸癌有著密切的關系，故在臨床中應積極對宮頸炎進行防治。通常患者被確診為宮頸炎后會容易產(chǎn)生消極情緒，病情是否嚴重等情況，使得患者情緒多變，偏執(zhí)、抑郁等情況發(fā)生，極大降低了治療的依從性，使得治療效果受到影響[5-6]。

（4） 焊縫成分控制法是接頭界面組織控制或改善的必要前提條件， 而組織部位轉(zhuǎn)移法能有效防止裂紋發(fā)生， 亦是保證接頭安全運行的重要工藝措施之一。

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