随着超超临界燃煤机组技术的发展,锅炉水冷壁的运行温度及压力参数相应地提高。以往亚临界和普通超临界机组中采用T11、T12、T22等传统材料已难以满足性能要求,需要合金含量更高、热强性以及焊接工艺性能更好的替代材料。由于T23钢不需要预热和焊后热处理,因此T23钢经成为超超临界火电机组水冷壁的重要钢种,并且在超超临界机组上得到广泛应用。然而,近年来陆续发现了T23钢焊缝裂纹缺陷引发泄漏问题,这种情况的出现与T23材料的焊接性能具有一定的关系,因此对T23钢焊接性能的研究具有重要意义。(1)采用焊接热影响区(HAZ)最高硬度试验、冷裂纹敏感性斜Y拘束试验以及插销冷裂纹敏感性试验,以国产T23钢材料为对象,研究了国产T23钢材料的焊接冷裂纹敏感性。研究结果表明,T23钢具有一定的冷裂纹倾向,预热50℃以上时,可避免焊接冷裂纹的产生。随着焊接预热温度的提高,T23材料焊缝热影响区粗晶区(CGHAZ)的硬度会逐渐降低,冷裂纹临界断裂应力增加。T23材料焊缝CGHAZ组织为下贝氏体和马氏体的混合组织,随着预热温度的提高,CGHAZ混合组织中下贝氏体含量增加,马氏体含量则减小。(2)通过再热裂纹敏感性斜Y试验、再热裂纹敏感性插销试验以及再热裂纹热模拟试验等,对国产T23钢材料的再热裂纹敏感性进行了研究。结果表明,T23钢的具有再热裂纹倾向,再热裂纹敏感温度为690℃~760℃,最敏感温度为720℃。断裂发生在HAZ粗晶区,以沿晶断裂方式为主。在720℃再热温度下,晶界开裂特征明显,晶界上存在裂纹、空洞及空洞链。随着温度的提高,其CGHAZ的冲击功呈先下降后上升变化趋势。T23钢焊接接头的CGHAZ在600~690℃范围内,具有一定的再热脆化敏感性,最敏感温度为650℃。(3)结合工程应用状况开展了T23钢的回火脆性及T23水冷壁结构角焊缝的应力分析试验等研究。结果表明,T23钢在600℃~650℃时热处理,回火脆性明显,最敏感温度为650℃。因此在制定焊后热处理工艺时,其热处理温度应尽量避开此温度区间。T23焊缝焊态下的冲击韧性较差,应实施焊后热处理,以改善焊缝的冲击韧性。T23水冷壁异种钢(T23+SA387Gr22CL1)随着焊接预热温度的升高,其焊缝的残余应力不断降低,其HAZ和焊缝的硬度也会不断降低。另外,实施高温回火可显著降低焊缝残余应力和硬度。