mn-mo-ni钢带极堆焊工艺与堆焊层金属性能分析

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1、西安理工大学工程硕士学位论文4．1化学成分分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯294．1．1过渡层化学成分⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯294．1．2面层化学成分⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．294．2力学性能试验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．304．2．1弯曲试验测试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．304．2．2晶间腐蚀试验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯314．2．

2、3硬度测试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．314．2．4冲击测试及断口分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．334．3显微组织分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．375结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．43至炙谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。44参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．45附表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

3、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．47Ⅱ1-绪论1绪论石油、化工医药等产品是按照一定的工艺过程，在一定的条件下利用与之相匹配的机械设备生产出来的。随着科学技术的进步和工业生产的发展，压力容器已在石油、化工、轻工、医药、环保、冶金及国防等领域得到广泛的应用，且数量日益增大，大容积的设备也越来越多。如生产尿素就需与之配套的合成塔、换热器、加热炉等压力容器；据统计，化工厂中80％的设备都属于压力容器的范畴。1．1研究背景及意义1．1．1研究背景近年来，高温、高压、耐腐蚀

4、的压力容器装置趋向大型化，如加氢反应器、螺纹锁紧环换热器、高压换热器等大型设备。从设计角度考虑，为减小设备重量，提高耐腐蚀，以及降低设备的成本。可以有以下方案选择：1)松衬法在容器制造完成或制造过程中，将另外一种耐蚀金属贴衬在容器内壁。松衬法衬得耐蚀金属与基层金属无冶金结合，没有连接强度：因此只适用于工作温度较低、不需要靠壳体传热的容器制造中。2)复合板材料制造厂应用某种方法将两种金属复合在一起，形成复合钢板。复合钢板的复层和基层之间有一定的冶金结合和一定的连接强度，可以用于较高温度的容器制造中；

5、由于选择复合板材料制造设备时受到复合板生产厂家的生产能力的限制，同时对于复合层和基层的贴合率的考虑，以及在制造过程中复合层与基材之间的焊接也是异种钢的焊接，如果控制不当会造成复合层耐蚀性降低。3)堆焊法采用焊接的方法在基层钢材上熔敷一层复合金属。采用堆焊的方法时基层与复层之间具有良好的冶金结合和高的连接强度，可在较苛刻的场合使用；同时基层材料的厚度形状及堆焊前的加工工序均不受限制。因此在实际制造中大部分设备选择了在基层上采用电弧堆焊的方法堆焊不锈钢耐蚀层的方法来满足设备的使用要求。1．1．2研究的

6、意义本课题选择了在低合金强度钢上采用电渣堆焊和手工电弧焊两种不同的方法来堆焊耐蚀层为研究目标。讨论了堆焊工艺参数、操作方法等因素对堆焊层焊道的成形、力学性能、化学成分的影响：通过对堆焊层金属、基层热影区的组织观察以及冲击断口分析等试验工作为制造生产取得基础数据，制订出在生产实际中具有的实用价值的堆焊工艺；最终达到提高工厂生产效率、稳定产品质量的应用目的，为增强公司在压力容器制造行业的市场竞争力创造充分的条件和提供技术支持。1．2压力容器的基本要求压力容器属于特种设备。由于密封、承压及介质等原因容易

7、发生爆炸燃烧起火而危及人员财产的连运行1．2．可能容性大，降低成本，提高综合经济性压力容器壁厚越薄，重量越轻，简化了制造、安装和运输，从而降低了生产成本，压力容器强度除与材料有关外，还与制造质量等因素有关。韧性是指材料断裂前吸收变形的能力。材料韧性越好，可容缺陷临界尺寸越大，容器对缺陷越不敏感；反之，在载荷作用下很小的缺陷就有可能快速扩展而导致容器损坏；因此材料韧性是容器材料的一个重要指标。材料韧性一般随强度的提高而降低。在选择材料时注意强度与韧性的合理匹配。除强度外，环境变化也会影响材料的韧性。

8、低温、光子辐照或在高温高压临氢条件下都会降低韧性，从而导致出现材料脆化现象；防止材料出现脆化或将其控制在允许范围内，是提高容器可靠性的有效措施之一。2)材料与介质的相容性化工生产所使用的压力容器是用来处理化工介质的，它们往往是腐蚀性较强的酸、碱、盐等。材料被腐蚀后不仅会导致壁厚减薄，而且有可能导致材料的组织和性能发生改变；从而引起容器的安全隐患。因此容器选用的材料必须与所接触的介质相容。3)结构有足够的刚度和抗失稳能力刚度是指在载荷作用下保持原有形状的能力。刚度不足是容器变形的重要