T91/HR3C异种耐热钢焊接接头蠕变失效有限元模拟

摘要

采用有限元方法建立马氏体T91/新型奥氏体HR3C异种耐热钢焊接接头蠕变数值模型,模拟600℃/42.26 MPa内压作用下的蠕变最大主应力、von Mises等效应力和应力三轴度分布.结果表明,最大主应力峰值位于接头内表面的焊缝/T91和HR3 C/焊缝界面以及距外表面2.96 mm处的焊缝/T91界面附近区域.内表面焊缝/T91界面区域von Mises等效应力数值最大,依次为距内表面1.29 mm处焊缝/T91界面区域、外表面和距外表面2.96 mm处焊缝/T91界面区域.内表面焊缝/T91界面处的应力三轴度数值较高,孔洞易于扩张、形成界面蠕变裂纹.而距内表面1.29 mm处和距外表面2.96 mm处的细晶HAZ内应力三轴度数值较高,两部位的孔洞容易连接形成Ⅳ型蠕变裂纹.采用应力三轴度分析T91/HR3C钢接头焊缝/T91界面失效和T91细晶HAZ蠕变孔洞扩张及裂纹扩展特性更为准确,与加速试验结果比较一致.