压力容器钢焊接接头组织和力学性能探究

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1、压力容器钢焊接接头组织和力学性能探究【摘要】随着我国压力容器用钢中的16MnDR钢板被国际权威机构ASME纳入到它的材料标准中，16MnDR钢板具有更加广阔的发展前景。本文根据不同的焊丝匹配原则，选取等强焊丝ER49-1、高强焊丝ER69-1,采用混合气体保护焊的方法制备焊接接头，采用金相显微镜、扫描电镜、冲击试验机、显微硬度计对接头的组织与力学性能进行研究。结果表明：ER49-1焊丝焊缝区的显微组织为针状铁素体和先共析铁素体，ER69-1焊丝焊缝区的显微组织为板条贝氏体和马氏体组织，ER49-1断口形貌为韧窝状断口，E

2、R69-1断口为解理断口为主+少量韧窝断口。【关键词】压力容器钢焊接接头显微组织力学性能Abstract：Asapressurevesselsteel,16MnDRhasbeenbroughtintoASMEstandards,ithasamorebroadprospectsfordevelopment.Basedonthedifferentwiresmatchingprinciple,ER49-1andER69-1wireswereselected.Theweldedjointswereweldedbymixedgas

3、shieldedarcwelding.Themicrostructureandmechanicalpropertieswerestudiedusingmetallographicmicroscope,scanningelectronmicroscopy(SEM)impacttesterandmicrohardnesstester・TheresultsshowthatthemicrostructureofweldmetalusingER49-1weldingwiresweremainlycomposedofintragra

4、nularacicularferriteandgrainboundaryferrite・ThemicrostructureofweldmetalusingER69-1weldingwirewasmainlycomposedoflathbainiteandmartensite・ImpactfracturesofweldmetalusingER49-1weldingwiresexhibitedduetiledimple・TheimpactfracturesofweldmetalusingER69-1weldingwireex

5、hibitedcleavagefractureandductiledimple.Keywords：pressurevesselsteel；weldedjoint；microstructure；mechanicalproperties一、序言锅炉和压力容器用钢板是关系到国计民生的特殊材料，是冶金行业的短线产品。近年来，我国锅炉、压力容器用钢板不仅在产量上具备了一定规模，而且部分企业在质量上也逐步接近发达国家锅炉、压力容器用钢板的水平。16MnDR钢是经特别研制的高性能钢，可以加工成各种形状，并容易进行热加工，主要用于各类压

6、力容器设备制造。16MnDR钢经焊接加工后，其焊接接头的显微组织与力学性能对焊接结构的安全运行具有重要的作用。本文选取两种焊丝，分别为等强匹配、髙强匹配，研究焊接接头的显微组织与力学性能，比较不同匹配原则的焊丝对接头力学性能的影响。二、试验材料与方法试验选用某机械厂提供的16MnDR钢，其化学成分见表1,力学性能见表2。试件接头形式为平板对接接头，焊前加工成V形坡口。本实验采用MAG焊接，保护气体为80%Ar+20%C02混合气体。焊丝为直径为l・2mm的ER49-1、ER69-1,其化学成分见表3,焊接工艺见表4。选取

7、两种线能量分别为：工艺A—14kJ/cm,工艺B—20kJ/cmo表116MnDR钢化学成分(wt%)Table1Chemicalcompositionof16MnDR(wt%)CMnSiSPCrMoVCuNi0.171.310.360.0270.0120.0270.0060.00120.00840.0287表216MnDR钢的力学性能Table2Mechanicalpropertiesof16MnDR屈服点Rm/MPa抗拉强度Rel/MPa伸长率A/%冲击功Akv-40°C/J23722490220234表3焊丝化学成

8、分(wt%)Table3Chemicalcompositionofweldingwires(wt%)焊丝CMnSSP其余ER49-10.111.850.700.0300.030Cu0.05ER69-10.101.790.580.0070.013Ni0.89Cu0.29Cr0.45Ti0.08B0.005表4焊接工艺参