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时间:2018-09-28
《堆焊层化学成分对9crmov钢熔敷金属性能影响的研究》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
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
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