● 摘要
新型T92马氏体耐热钢和新型Super304H奥氏体耐热钢具有优异的抗蠕变性能、良好的抗腐蚀和抗高温氧化性能，这两种材料已成为超超临界机组过热器、再热器以及主蒸汽管道的常用钢。由于马氏体钢和奥氏体钢结构上有明显差异，T92马氏体钢与Super304H奥氏体钢的异种钢焊接问题是当前锅炉制造的一大难点。本文对三种不同焊接电流的T92/Super304H异种钢焊接接头的组织和性能进行了研究；并在700℃下，对三种不同焊接电流的T92/Super304H异种钢焊接接头进行时效处理，然后对焊接接头时效过程中的组织和性能的演变规律进行研究；同时通过激光熔融焊接模拟和热处理焊接模拟，对焊接接头的块状铁素体的形成机理进行研究。本文具体研究工作及结果如下：
（1）采用手工钨极氩弧焊对T92马氏体钢和Super304H奥氏体钢进行焊接，获得80A、100A和120A三种焊接电流的T92/Super304H异种钢焊接接头。对三种不同焊接电流的T92/Super304H异种钢焊接接头进行拉伸试验和冲击试验。拉伸试验中，拉伸强度约为703Mpa，断于离熔合线约6mm处的T92母材处，是由于离熔合线约6mm处的T92母材存在三次回火处理，此处强度较低。随着焊接电流的增大，焊接接头的拉伸强度变化不大，但焊缝和T92侧热影响区(HAZ)的冲击功逐渐降低。
（2）T92侧靠近熔合线处，有块状铁素体，打底焊位置的块状铁素体尺寸较大，数量较多。随着焊接电流的增大，块状铁素体数量逐渐增多。块状铁素体与马氏体界面有M23C6型碳化物，随着时效时间的延长，M23C6型碳化物发生聚集长大，数量增加。
（3）T92侧的母材和粗晶热影响区(CGHAZ)的组织是回火马氏体，第二相粒子在原奥氏体晶界、马氏体板条界和马氏体板条内析出；T92侧细晶热影响区(FGHAZ)的组织是回火索氏体。随着焊接电流的增大，热影响区(HAZ)尺寸逐渐增大。随着时效时间的延长，T92钢的马氏体板条界模糊化，第二相发生聚集长大，数量增加；大颗粒状第二相是M23C6型碳化物。
（4）Super304H侧母材和热影响区(HAZ)是奥氏体组织。随着焊接电流的增大，热影响区(HAZ)尺寸增大。第二相粒子在晶界和晶内析出，随着时效时间的延长，第二相粒子发生聚集长大，数量增加。
（5）离熔合线约6mm处的T92母材，材料的硬度最低。随着时效时间的延长，焊缝和Super304H侧的硬度不化不大，T92侧的硬度逐渐增加。T92钢在时效过程中，析出与母相保持共格关系的细小特殊碳化物，发生二次硬化。
（6）实际焊接接头、激光熔融焊接模拟和热处理焊接模拟中均有块状铁素体，T92钢与焊缝金属的元素扩散和焊接热应力不是影响焊接接头块状铁素体的形成因素，焊接热影响因素，即温度影响因素，是影响块状铁素体形成的因素，高温持续时间，即焊接热输入量或焊接电流是影响块状铁素体尺寸的影响因素。