Dissimilar metal welds between martensitic and advanced austenitic high temperature creep resisting steels: Creep rupture test results and fusion line investigation

Abstract

Ključne reči: materijali otporni na puzanje, raznorodni zavareni spojevi, ispitivanje granice puzanja i karbidi na liniji stapanja Key words: Creep resisting materials, dissimilar welds, creep rupture testing and fusion line carbides. AbstractModern and future power plants will use more elaborated and complex materials to withstand the higher steam temperatures and pressures as well as thermal cycling. As such, dissimilar metal welds (DMWs) will be much more widespread in new design than before and will need to demonstrate resistance to combinations of severe creep, corrosion/oxidation and low cycle fatigue. The DMWs between different steels or alloys are an underestimated topic. Experienced and documented premature failures reveal the criticality of DMWs. This study focused on the DMWs between martensitic and advanced austenitic stainless steels. Two collaborative projects related to a 18%Cr and 25%Cr austenitic creep resisting stainless steel delivered data concerning base metal characterization and weldability of similar and dissimilar welding. The specific features of dissimilar welding are further approached in more detail in this analysis. Two main methodologies i.e. direct welding and buttering techniques using different filler metals were investigated and characterized via uni-axial creep rupture testing and metallographic examination particularly focusing on the fusion line carbide formation and morphology. For the limited exposure times of 10kh in this project, the results show that aligned and linked up Rezime Moderne i buduće elektrane će koristiti detaljnije razrađene i složene materijale kako bi izdržali više temperature i pritiske pare, kao i toplotne cikluse. Kao takvi, zavareni spojevi različiti metala (DMW) će biti mnogo rasprostranjeniji u novom dizajnu nego ranije i potrebno je da dokažu otpornost na kombinacije oštrih uslova puzanja, korozije / oksidacije i niskocikličnog zamora. DMW između različitih čelika ili legura su podcenjena tema. Iskustveni i dokumentovani preuranjeni nedostaci otkrivaju kritičnost DMW-a.Ova studija je fokusirana se na DMW između martenzitnih i naprednih austenitnih nerđajućih čelika. Dva kolaborativna projekta vezana su za dostavljene podatke za 18% Cr i 25% Cr austenitne, otporne na puzanje nerđajuće čelike o karakterizaciji osnovnih metala i zavarivljivosti pri istorodnom i raznorodnom zavarivanju. Posebne karakteristike raznorodnog zavarivanja se dalje detaljnije analiziraju. Dve glavne metodologije, tj. tehnike direktnog zavarivanja i puterovanja, korišćenjem različitih dodatnih materijala su istraživane i okarakterisane putem uniaksijalnog ispitivanja loma pri puzanju i metalografskog ispitivanja, sa naročitim fokusom na formiranje i morfologiju karbida na liniji stapanja. Za ograničeno vreme izlaganja od 10kh u ovom projektu, rezultati pokazuju da se javljaju linijske i