耐熱鋼的焊接性

1、耐熱鋼的焊接性09034224耐熱鋼的分類 按合金元素分類： 低合金耐熱鋼 合金含量5%以下。 中合金耐熱鋼 合金含量6%12%。 高合金耐熱鋼 合金含量大于13%。2.按供貨狀態(tài)分： 珠光體耐熱鋼 合金含量2.5%以下。 貝氏體耐熱鋼 合金含量3%5%和合金含量6%10%正火回火處理。 馬氏體耐熱鋼 合金含量1012%。 奧氏體耐熱鋼 合金含量13%以上。下面主要討論珠光體耐熱鋼的性能特點(diǎn)合金元素的作用(1)碳由于碳化物的形成，碳在熱裂紋中有著重要的作用。在碳由于碳化物的形成，碳在熱裂紋中有著重要的作用。在Cr-Mo鋼中，當(dāng)含碳量由鋼中，當(dāng)含碳量由0.05%增至增至0.20%時(shí)，裂紋傾向明顯

2、增加。在含時(shí)，裂紋傾向明顯增加。在含V量高的鋼種中，碳的影響更大。量高的鋼種中，碳的影響更大。(2)鉻鉻Cr的影響是兩個(gè)方面的。當(dāng)鋼中的含的影響是兩個(gè)方面的。當(dāng)鋼中的含Cr量量1.5%時(shí)，隨時(shí)，隨著含著含Cr量的增加，裂紋傾向增大；當(dāng)含量的增加，裂紋傾向增大；當(dāng)含Cr量量2.0%時(shí)，隨含時(shí)，隨含Cr量的量的增加，裂紋傾向逐漸減小。當(dāng)然，增加，裂紋傾向逐漸減小。當(dāng)然，Cr對(duì)再熱裂紋的影響在很大程度上對(duì)再熱裂紋的影響在很大程度上還取決于鋼種中還取決于鋼種中Mo與與V的含量。的含量。(3)鉬鉬Mo能夠降低蠕變塑性，增加裂紋。其作用是通過對(duì)相變能夠降低蠕變塑性，增加裂紋。其作用是通過對(duì)相變特性的影響及

3、碳化鉬的析出而實(shí)現(xiàn)的。模擬熱循環(huán)試樣缺口應(yīng)力試驗(yàn)，特性的影響及碳化鉬的析出而實(shí)現(xiàn)的。模擬熱循環(huán)試樣缺口應(yīng)力試驗(yàn)，當(dāng)當(dāng)Mo的含量為的含量為0.21%時(shí)，時(shí)，627斷裂的時(shí)間為斷裂的時(shí)間為1300min，而，而Mo的含的含量為量為0.54%時(shí)，斷裂時(shí)間降為時(shí)，斷裂時(shí)間降為2min，說明，說明Mo含量的增加，提高了鋼含量的增加，提高了鋼的再熱裂紋的敏感性。的再熱裂紋的敏感性。(4)釩釩V通常與通常與Cr、Mo等元素同時(shí)加入，在同時(shí)含有其它元素等元素同時(shí)加入，在同時(shí)含有其它元素時(shí)，增加時(shí)，增加V是極其有害的。是極其有害的。V含量為含量為0.73%，鋼材應(yīng)力，鋼材應(yīng)力斷裂塑性最低。斷裂塑性最低。當(dāng)當(dāng)V含

4、量含量0.15%時(shí)，隨其含量的增加裂紋率明顯增大。如時(shí)，隨其含量的增加裂紋率明顯增大。如V含量由含量由0增至增至0.08%時(shí)，時(shí)，Y型坡口拘束試樣的裂紋率由型坡口拘束試樣的裂紋率由0增至增至95%。V的影響主的影響主要是形成要是形成V4C3的析出，使應(yīng)力松馳率下降。的析出，使應(yīng)力松馳率下降。珠光體耐熱鋼的成分及性能成分：以成分：以Cr-MoCr-Mo鋼為基，通常加入少量鋼為基，通常加入少量V V、W W、NbNb、TiTi性能：很好的抗氧化性和熱強(qiáng)性，工作溫度性能：很好的抗氧化性和熱強(qiáng)性，工作溫度可高達(dá)可高達(dá)600600應(yīng)用：廣泛用于制造蒸汽動(dòng)力發(fā)電設(shè)備。應(yīng)用：廣泛用于制造蒸汽動(dòng)力發(fā)電設(shè)備。提

5、高熱強(qiáng)性方法：a.基體固溶強(qiáng)化。b.第二相沉淀強(qiáng)化。C.晶界強(qiáng)化。珠光體耐熱鋼焊接性分析（1）焊接特點(diǎn) 珠光體耐熱鋼屬于低合金鋼，主要合金元素是鉻、鉬，還含有少量鎢、釩、鈮等元素，加熱后在空氣中冷卻具有明顯的淬硬傾向，焊接時(shí)在焊縫及熱影響區(qū)易產(chǎn)生硬脆的馬氏體組織，這不僅影響焊接接頭的力學(xué)性能，還會(huì)產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力，常導(dǎo)致焊縫和熱影響區(qū)出現(xiàn)冷裂紋。硬化傾向還與下列因素有關(guān)：鋼中合金元素含量，構(gòu)件厚度、剛性及焊件拘束度等。焊接時(shí)預(yù)熱是防止冷裂紋的有效措施，焊件未預(yù)熱或預(yù)熱溫度太低，工件冷卻速度加快都會(huì)加重焊縫及熱影響區(qū)硬化。合金元素對(duì)裂紋敏感性的影響消除裂紋措施l采用高溫塑性高于母材的焊接材料l將

6、預(yù)熱溫度提高到250以上，層間溫度控制在300左右。l采用小熱輸入焊接工藝減小焊接區(qū)寬度，細(xì)化晶粒。l選用合適的熱處理制度，避免敏感溫度區(qū)間停留較長(zhǎng)時(shí)間?；鼗鸫嘈訡r-Mo耐熱鋼及其焊接接頭在350-500溫度區(qū)間長(zhǎng)期運(yùn)行過程中發(fā)生脆變的現(xiàn)象稱為回火脆性。產(chǎn)生回火脆性的原因：由于在回火脆化溫度范圍內(nèi)長(zhǎng)期加熱后，P，As，Mn，Si等雜質(zhì)元素在奧氏體晶界偏析引起晶界脆化。防治措施:嚴(yán)格控制有害元素含量如下圖：珠光體耐熱鋼焊接工藝特點(diǎn)焊接方法：手弧焊為主，埋弧焊、電渣焊、窄間隙焊也在應(yīng)用 。材料選用： 如圖表所示工藝特點(diǎn)： 焊接過程中，應(yīng)保持焊件溫度不低于預(yù)熱溫度（包括多層焊時(shí)的層間溫度）。焊接過程中盡量避免中斷，不得已中斷時(shí)，應(yīng)保證焊件緩慢冷卻，重新施焊前仍需預(yù)熱。 焊件厚度較大時(shí)，可采用短道焊,使被焊的這一段焊縫在較短時(shí)間內(nèi)重復(fù)加熱，目的是為了使焊縫及熱影響區(qū)緩慢冷卻。 焊縫正面的余高不宜太高。 保持在自由狀態(tài)下焊接。由于鉻鉬耐熱鋼裂紋傾向比較大，故在焊接時(shí)應(yīng)嚴(yán)格遵守焊接程序，收縮量大的焊縫先焊，盡量減少拘束度。 焊后緩冷。焊后緩冷是必須遵守原則，一般是焊后立即用石板布等保溫材料覆蓋在焊縫及近縫區(qū)，覆蓋務(wù)必嚴(yán)實(shí)，確保緩冷。 焊后熱處理（見表）, 防止延遲裂紋，消除應(yīng)力，改善組織。對(duì)于厚壁容器及管道，焊后常進(jìn)行高溫