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，裂紋傾向明顯

2、增加。在含時，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的影響是兩個方面的。當(dāng)鋼中的含的影響是兩個方面的。當(dāng)鋼中的含Cr量量1.5%時，隨時，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，隨含時，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對再熱裂紋的影響在很大程度上對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。其作用是通過對相變能夠降低蠕變塑性，增加裂紋。其作用是通過對相變特性的影響及

3、碳化鉬的析出而實現(xiàn)的。模擬熱循環(huán)試樣缺口應(yīng)力試驗，特性的影響及碳化鉬的析出而實現(xiàn)的。模擬熱循環(huán)試樣缺口應(yīng)力試驗，當(dāng)當(dāng)Mo的含量為的含量為0.21%時，時，627斷裂的時間為斷裂的時間為1300min，而，而Mo的含的含量為量為0.54%時，斷裂時間降為時，斷裂時間降為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等元素同時加入，在同時含有其它元素等元素同時加入，在同時含有其它元素時，增加時，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，隨其含量的增加裂紋率明顯增大。如時，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，時，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力發(fā)電設(shè)備。應(yīng)用：廣泛用于制造蒸汽動力發(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 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加重焊縫及熱影響區(qū)硬化。合金元素對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)間停留較長時間?；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： 焊接過程中，應(yīng)保持焊件溫度不低于預(yù)熱溫度（包括多層焊時的層間溫度）。焊接過程中盡量避免中斷，不得已中斷時，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，可采用短道焊,使被焊的這一段焊縫在較短時間內(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，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。對于厚壁容器及管道，焊后常進(jìn)行高溫