大厚度NiCrFe-7熔化焊焊缝微裂纹吴栋1，董文超1，鲁艳红2，侯冬冬2，张茂龙2，陆善平1(1.中国科学院金属研究所沈阳材料科学研究中心,沈阳110016；2.上海电气核电装备有限公司,上海201306)摘要：通过金相显微镜、扫描显微镜和电子背散射衍射方法对一种大厚度NiCrFe-7熔化焊焊缝中的微裂纹进行了表征和机制分析，焊接方法分别为焊条电弧焊(SMAW)和钨极氩弧焊(GTAW).结果表明，该种热裂纹为沿晶的再热裂纹，其形成是由于焊接热影响区在高温下发生应力松弛现象，导致晶界大尺寸MC型碳化物和氧化物处出现应力集中，造成裂纹沿这些颗粒内部或界面开裂.相比于GTAW工艺，SMAW工艺的焊缝中存在大量氧化物，造成SMAW焊缝再热裂纹倾向高于GTAW焊缝，进而导致前者焊缝弯曲性能不符合国家标准要求.通过此研究，建议采用保护气效果更佳的GTAW工艺.创新点：(1)论文分析对象为厚度200mm的压水堆支撑块NiFeCr-7堆焊金属，具有较强的应用价值.(2)发现氧化物和碳化物是引起大厚度NiCrFe-7熔化焊焊缝中微裂纹的重要原因.(3)通过工艺改进显著降低了微裂纹敏感性，并改善了焊缝抗弯性能.关键词：镍基焊缝；熔化焊；沿晶裂纹；微观组织中图分类号：TG401文献标识码：Adoi：10.12073/j.hjxb.202207220010序言压水堆压力容器中存在大量焊接工作，其中径向支撑块与过渡段之间为NC30Fe镍基高温合金与16MND5锻件的异质焊接[1].支撑块焊缝厚度较大，可达到200mm以上，焊接通常采用焊条电弧焊或钨极氩弧焊等焊接方法，填充材料则一般选用与高温合金侧同质的镍基焊材E(ER)NiCrFe-7系列焊材[1].研究表明，NiCrFe-7熔化焊焊缝具有一定的点状缺陷和裂纹敏感性，即使严格控制焊接工艺时，这些缺陷也难以完全避免[2-3].众所周知，裂纹在焊缝中的危害相当大，可能导致焊接接头过早失效，存在巨大的安全隐患，因此绝大多数焊接探伤规范均对裂纹提出了苛刻的评判指标.为了降低NiCrFe-7系列焊缝的裂纹敏感性，通常从焊接材料和工艺两方面进行焊接质量的改进和控制.研究表明，NiCrFe-7系列焊缝裂纹常见为一种失塑裂纹[3-4]，其机制基于镍基高温合金的中温失塑现象：在500~900℃左右Ni基合金倾向于发生沿晶断裂，表现出低塑行为[5-6]，这同时也是多数奥氏体合金面临的中温脆性问题.为了改善失塑裂纹，国外在NiCrFe-7基础上添加Nb元素、Mo元素，开发NiCrFe-13焊材，然而研究表明NiCrFe-13焊缝的液化裂纹倾向较高[7]，而且国内目前对于该焊材的现场数据还较少，因此还未被广泛应用.虽然镍基合金...
