堆焊层化学成分对9crmov钢熔敷金属性能影响的研究

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1、堆焊层化学成分对9CrMoV钢熔敷金属性能影响的研究　　摘要：采用1CrMo堆焊材料对9CrMoV~g5-了埋弧焊堆焊试验，优化了堆焊工艺参数。针对不同堆焊层进行了化学成分分析，并研究　　了堆焊层化学成分对熔敷金属力学性能和金相组织的影响。结果表明：距离母材越远，母材对熔敷金属的稀释率越小．堆焊层合金元　　素含量越少，塑韧性越好；母材与堆焊层结合性能良好，没有产生界面分离现象。上述研究成果可为超超临界汽轮机转子轴颈堆焊技　　术提供理论依据和技术支持。　　关键词：堆焊；化学成分；超超临界汽轮机；转子轴颈　　中图分类号：TG455文献标识码：B　　为了满足国民经济高速发

2、展对电力的需求，赶超发达国　　家电站设备制造技术的先进水平，超超临界汽轮机组研制　　正向着大容量、高参数、高效率、低资源消耗、环保型方　　向发展C1,2]。超超临界汽轮机转子在高温、高压条件下高速旋　　转，防止汽轮机转轴和轴瓦在高速旋转过程中发生黏滞、咬　　合，是保证汽轮机正常运行的技术关键。本论文通过对　　9CrMoV钢进行堆焊试验，研究了堆焊层化学成分对焊缝组织　　和性能的影响。　　l试验过程　　采用埋弧焊方法对9CrMoV钢进行多层多道堆焊试验．焊　　材为1CrMo，母材及焊材的主要化学成分见表1。　　表1母材及焊材主要化学成分　　化学成分(质量分数)(％)　

3、　材料CCrVMo　　9CrMoV0．139．520、180．22　　1CrMo0．061．12n030．44　　通过多次焊接工艺评定，最终确定了合理的焊接工艺参　　数为：预热温度180，焊接电流400A，电弧电压23V，　　焊接速度300mm／min，送丝速度450mm／min。在焊接过程　　中道间温度控制在300℃以内，并对焊后的试样进行焊后热　　处理。　　2试验结果及讨论　　堆焊层表面成形较好，没有产生裂纹等焊接缺陷，堆焊层　　表面形貌如图1所示。　　收稿日期：XX—10—12：修回日期：20o7一O7—17　　图1堆焊层表面形貌　　2．1堆焊层化学成分分析　

4、　不同堆焊层化学成分的变化状况如图2所示。　　一　　一　　童　　U　　F　　U　　^　　U　　暑　　距母材表面的距离／mm　　(a)(C)与(C)　　2　　46810　　距母材表面的距离／mm　　(b)w(Cr)与w(V)　　堆焊层化学成分变化示意图　　WeldinzTechnologyVol-36No．5Oct．XX·试验与研究·25　　从图中可以看出。随着堆焊层数的增加，(C)是逐渐降低　　的，由化学成分计算的(C)相应降低，采用的碳当量公式为：　　w(C)(％)=C+Mn／6+Si／24+Ni／60+Crl，5+Mo／4+V／14，(1)　　从图2b的(Cr)

5、变化曲线可以看出，W(Cr)随着堆焊层　　数的增加显著降低，w(V)也是降低的。　　由于C，Cr，V等主要化学成分的降低，使W(C)降低，使　　得堆焊层硬度降低，防止了堆焊层裂纹的产生。　　2．2堆焊层硬度试验分析　　对堆焊层进行硬度分析，其布氏硬度分布曲线如图3所示。　　可见．从母材到堆焊层，其硬度逐渐降低。硬度降低的主要原　　因是堆焊材料中C，Cr等合金元素的含量比母材的低，靠近母　　材的堆焊层稀释率高。随着堆焊层的增加，母材对熔敷金属的　　稀释率逐渐降低，使得堆焊金属硬度降低。　　距母材表面的距离／mm　　图3堆焊层硬度分布曲线　　图4为堆焊层显微硬度分布图，

6、由图可见，由于熔敷金属　　合金元素含量降低，使堆焊层的显微硬度比母材的显著降低。　　热影响区的显微硬度高于母材，这是由于堆焊时，热影响区冷　　却速度较快。形成的淬火组织引起热影响区的硬化。　　测试点距离x0．2／ram　　圈4堆焊层显微硬度分布图　　2．3堆焊层力学性能　　2．3．1拉伸试验　　表2为母材和堆焊层金属的拉伸试验结果。由结果可见，　　母材的抗拉强度大大高于堆焊层的，但母材的伸长率仅有　　5．69％；而堆焊层金属虽然强度降低，但是塑韧性非常好，伸　　长率达到了30．3％。　　裹2拉伸试验结果　　l屈服强度MPa抗拉强度~~MPa伸长(％)收缩率(％)备注

7、　　f743．85862．565．69l5．83母材　　f40854930-363．9堆焊层　　2-3．2冲击试验　　表3为对母材及堆焊层金属的冲击试验结果。由此可见，　　堆焊层金属的冲击韧性比母材的显著提高，距母材越远的堆焊　　金属，其冲击韧性越好，这与母材对堆焊层的稀释率有关。距　　母材越远，母材对熔敷金属的稀释率越小，合金元素含量越　　少，w(C)越小，冲击韧性越好。　　裹3冲击试验结果　　冲击位置冲击吸收功A，J　　母材26　　距熔合线5mm处l62　　距熔合线8mm处l67　　距熔合线10mm处l7l　　2．4显微组织　　图5为9CrMoV钢母材及其堆