多次热循环对SUMITEN950-TMCP高强钢韧性的影响

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1、第35卷第2期华电技术V01．35No．22013年2月HuadianTechnologyFeb．2013多次热循环对SUMITEN950一TMCP高强钢韧性的影响雷清华(华电郑州机械设计研究院有限公司，河南郑州450015)摘要：介绍了SUMITEN950一TMCP高强钢的热模拟试验过程，验证了试验数据，明确了二次热循环对该类钢材焊接粗晶区韧性的改善作用，依此提出在施工中采用多层多道焊的必要性。材料试验后，得出了三次热循环对改善焊接接头粗晶区的韧性作用不明显的结论。关键词：高强钢；粗晶区；热模拟；二次热循环中图分类号：TG142．4：TG402文献标志码：A文章

2、编号：1674—1951(2013)02—0018—03mm×90mm试样进行热循环试验。热循环试验后0引言再将试样加工成标准V形缺口试样，然后进行不同高水头的电站引水压力管道一般需用高强度等温度下的冲击性能试验。级的钢材。目前，1000MPa级的高强钢成了被关注2试验过程及结果的对象，为了确保1000MPa级高强钢压力钢管(包括钢岔管)的焊接质量，有必要对1000MPa级高强试验采用GLEEBLE一1500热模拟试验机和度钢的焊接性能进行试验研究。JB一30B冲击试验机。通过对厚度为24mm的钢板进行不同热输入的模拟焊接热循环的试验峰值温度为1320oC，加焊接

3、热循环模拟试验，取得模拟焊接热影响区粗晶热速率为200℃／s。考虑该钢种的SH—CCT图及其区的冲击韧性与焊接热输人的关系，确定该材料单现场可能使用的各种焊接工艺规范，参照美国25．4道焊接适用的热输入范围。在试验过程中，进行了mm以上大厚度钢板可能使用的最小热输入计算公多层(道)焊二次热循环的模拟加热过程对材料冲式，发现焊接热输入小于19kJ／cm时(t为11s)，其击韧性影响的研究，从而确定该材料现场多层(道)热热影响区组织已全部转变为马氏体，硬度较高，容焊接适用的热输入范围。易引起冷裂纹，故焊接热输人最小值取19kJ／cm进行模拟；根据实际焊接条件和材料使用

4、指南1试验材料及试样截取方式关于焊接热输入的推荐(50kJ／cm以下)，取焊接热输委托方提供的24mm厚SMISUMITEN950钢入60kJ／cm为最大值，中间平均插入3种规范，故焊板，化学成分(资料数据)和力学性能见表1和表2。接热输入分别取19，30，40，50和60kJ／cm5种规格，试样的截取符合GB／T2975-1998《钢及钢产其对应的tB／5分别为11．0，22．8，39．0，60．0和144．0S。品力学性能试验取样位置及试样制备》。用线切割分别在0oC和一40℃2种温度下进行冲击试验。下料加工成11．5mmX11．5mm×90．0mm的试样，为

5、模拟多层多道焊的焊接热循环对材料性能的然后按焊接热循环模拟试验要求加工成11mm×11影响，取24mm厚材料一次热循环冲击韧性好的表1SUMITEN950钢的化学成分％材料厚度／mm屈服强度／MPa抗拉强度／MPa延伸率％断面收缩率％—!!—241009103519．869．723030，40和50kJ／cm3种类型热输入进行二次热循环收稿日期：2012—09—19模拟试验，二次热循环的峰值温度为900℃。同样，·2O·华电技术第34卷表3不同热输入条件下模拟焊接热影响区的冲击功注：试验温度为一4o℃，其余同表3。晶粒长大不严重，基体内的析出碳化物未粗化，其韧3数

6、据分析性得到改善；热输入较大时(50kJ／cm)，由于晶粒长根据表3、表4中的结果，将2种板厚的焊接热大严重，基体内的析出碳化物也发生了粗化现象，从输入与热影响区冲击功的关系绘于图2。而引起热影响区韧性的降低。由此，对于不受多次热循环影响的单道焊或盖面焊来说，推荐的热输入范围为20—50kJ／cm，以30—40kJ／cm最好，过高或过低均会降低韧性值。其他类型的焊道热输入下限范围可以低至8kJ／cm，但上限不宜超过50kJ／cm，以40kJ／cm为好。4结束语从结果来看，无论在什么焊接热输入条件下，二次热循环的回火作用使其韧性得到较大改善；三次热循环与二次热循环相

7、比没有明显的改善作用。因图2热输入与冲击功的关系(24mm板)此，对于不受多次热循环影响的单道焊或盖面焊来在一次热循环条件下，若试验温度为0℃，热输说，推荐的热输入范围为20—50kJ／cm，以30—40入低于19kJ／cm时冲击韧性均有明显下降，当试验kJ／cm最好，过高或过低均会降低韧性值。其他类温度为一4O℃时，则热输入低于30kJ／cm时冲击韧型的焊道热输入下限范围可以低至8kJ／cm，但上限性下降更加明显。但经过多次热循环后，低热输入不宜超过50kJ／cm，以40kJ／cm为宜。的冲击韧性值均能恢复到很高的水平。若热输入高(本文责编：王书平)于50kJ／

8、cm，多次