珠光体耐热钢的主要特点与焊接工艺措施.doc

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1、以铬——钼为基的低、中合金珠光体耐热钢(包括贝氏体钢)，是电力、石油、化工等工业高温条件(600℃以下)工作的重要金属材料，广泛地使用于235~550℃温度范围，不仅有很好的抗氧化性(又称热稳定性)和热强性(又称高温强度)，还有比较好的耐硫腐蚀和耐氢腐蚀的性能。这种钢的合金元素相对较少，价格便宜;同时还具有良好的冷、热加工工艺性能，为其它耐热材料所不及。一、珠光体耐热钢的主要耐热特点1、高温强度高。衡量耐热钢高温强度的指标是蠕变强度和持久强度。影响耐热钢高温强度的主要因素是它的成分。钼本身的熔点很高，因而能显著提高金属的高温强度，所以，珠光体耐热钢都含钼。铬钼钢中加入钒，组成

2、铬钼钒钢。加入钒后，能强烈地形成碳化钒。碳化钒呈弥散状分布，阻碍高温时金属组织的塑性变形。另外，由于碳与钒化合，保证了钼能全部进入固溶体中。钒的这两个作用都能提高高温强度。加入少量的钨、铝、硼等元素，其目的也是为了提高高温强度。2、高温抗氧化性强。加入铬，在金属表面形成致密的氧化铬保护膜，从而防止内部金属受到氧化。铬除了能提高钢材的高温抗氧化性以外，还可以提高钢材高温耐腐蚀性。碳对耐热钢的高温抗氧化性极为不利，所以，铬钼耐热钢中的含碳量一般低于0.20%。二、珠光体耐热钢的主要焊接弱点及防止措施珠光体耐热钢焊接时，在焊接区存在着易产生冷裂纹、热裂纹和再热裂纹的可能，焊接接头韧

3、性低，长期使用后的回火脆性、蠕变脆性、氢脆性和应力腐蚀裂纹等问题。1、焊接接头易产生冷裂纹——2焊接接头冷却到室温后产生的裂纹珠光体耐热钢，由于含有铬、钼、钒等元素，加热后在空气中冷却时，具有明显的淬火倾向，焊接时在焊缝和热影响区，很容易出现硬而脆的马氏体组织。这不仅影响焊接接头的机械性能，而且产生很大的内应力，常常导致焊缝的热影响区产生冷裂纹，这是珠光体耐热钢最常见的焊接缺陷之一。(1)焊缝及热影响区硬度倾向与下列因素有关：影响冷裂纹敏感性的主要因素是钢材的淬透性，碳的影响是关键。含碳和铬量越多，硬化越严重;钢板越厚，截面越大，硬化越严重;焊接时产生的热量小(如细焊条、小电

4、流)，硬化越严重;焊件不预热或预热温度过低(特别是在气温较低时)硬化越严重。除硬化外，扩散氢也是一个重要因素。(2)防止措施：①焊前进行预热。预热可以降低冷却速度，是珠光体耐热钢的重要工艺措施。②适当增加焊接线能量(单位长度焊缝内输入的热量，故又称热输入量q=UI/υ),能减轻焊接接头的脆硬程度，对防止冷裂纹的产生有一定积极作用。③保持较高的层间温度，能减轻焊接接头的脆硬程度;④焊后进行热缓冷和焊后热处理，能使焊接区软化、去氢、降低残余应力，可有效地防止冷裂纹的产生，是避免出现冷裂纹的重要措施。必须在焊后立即进行，可防止淬硬和防止产生冷裂纹。否则，可能在此之前产生裂纹。⑤此外

5、，正确选择坡口形式，合理安排焊接顺序，以及尽量减少焊接接头的应力集中(拘束度)程度，降低焊接残余应力的峰值水平，也都很重要。应力集中在焊缝表面(a)不敏感应力集中在焊缝根部(b)敏感⑥在焊缝根部及应力比较集中的焊缝表面上(热影响区受到的拘束应力较低)，采用强度级别较低的焊材，在整个焊缝的其它部分，仍采用原来的焊材，也是可行的方法之一。这往往在拘束条件下，能取得良好的效果。2