焊缝填充量对15Cr2Mo1耐热钢焊接修复性能的影响

【目的】15Cr2Mo1钢属于珠光体耐热钢,在电力和石化等领域应用广泛。但是在长期的使用过程中经常会出现某些区域的裂纹等问题。而补焊工艺具有操作难度不高、代价低和复原能力好等优点。该文旨在揭示焊接修补填充量对焊接接头性能的影响。【方法】采用镍基合金焊条对15Cr2Mo1耐热钢进行不同结构类型和不同坡口类型的补焊试验。【结果】研究结果表明,坡口深度为6.5 mm,13 mm和19.5 mm时,补焊接头的补焊区各焊道布置合理且接头各区域均不存在明显缺陷;3种填充量下的补焊区焊缝组织均为奥氏体组织,晶内析出物呈颗粒状;在原始焊缝区和补焊区之间的熔合区发现有宽度约为15μm过渡层,线扫结果表明,大量奥氏体化元素Ni,Cr,Mn进入该区域,使得该区域的淬硬倾向增加。【结论】3种填充量下的补焊接头均能保持较好的强韧匹配。

NiCrFe合金补焊15Cr2Mo1耐热钢焊缝组织与力学性能

针对15Cr2Mo1耐热钢焊缝服役过程中易出现表面裂纹的问题,采用与该钢种使用场景相似的NiCrFe合金对预制不同坡口深度来模拟裂纹深度的焊缝进行补焊。通过补焊焊缝组织及性能表征,验证补焊修复工艺的适用性。结果表明:不同深度裂纹补焊后均成型良好且无明显缺陷,焊缝金属均由奥氏体胞状树枝晶及第二相析出物组成,熔合区附近存在少量共晶铁素体,但Ⅱ型边界与熔化边界间的白亮条带中不存在铁素体。补焊填充量的增加主要使接头的屈服强度降低,尤其坡口深度由6.5 mm增加至13 mm时,室温及高温屈服强度均大幅度降低15%左右,此后降低趋势减缓。填充量增加使熔合线及熔合线外2 mm区域冲击韧性提高,而全焊缝硬度随填充量增大呈现先减小后增大的特点,这与补焊缝所受的拘束作用、合金元素偏析形成析出相增多有关。

X12CrMoWVNbN10-1-1耐热钢的组织和高温力学性能

试验研究了X12CrMoWVNbN10-1-1耐热钢的显微组织和高温力学性能。结果表明:该钢经1075℃#1 h油冷淬火+570℃×4 h,空冷一次回火+720℃×2 h,空冷二次回火后的显微组织为典型的回火板条状马氏体组织,在原奥氏体晶界和板条界分布M23C6型碳化物,在马氏体板条内分布有纳米尺寸的MX相,此外还有少量在淬火加热时未溶解的尺寸达到0.6μm的残余MX相;在500～650℃范围内抗拉强度和屈服强度随试验温度的升高而降低,伸长率和断面收缩率随试验温度的升高而升高;持久强度与Larson-Miller参数P=T(25+lg(tf))/1000之间符合抛物线关系。

2.25Cr1Mo0.25V耐热钢与304不锈钢AA-TIG焊接接头组织及性能研究

采用电弧辅助活性AA-TIG焊对2.25Cr1Mo0.25V耐热钢和304不锈钢管进行异种钢材焊接,并对其焊接接头的组织、硬度及力学性能进行分析。结果表明,使用AA-TIG焊能够一次性焊透2.25Cr1Mo0.25V耐热钢和304不锈钢,得到成形良好的焊接接头。焊缝处无裂纹等焊接缺陷,焊缝处各元素在焊缝水平方向分布均匀。在靠近两侧母材的焊缝区,Cr、Fe、Ni元素有一定的梯度,但无明显偏聚。焊接接头两边的母材区硬度值较低,在焊缝区域硬度达到最大,焊缝区域的硬度波动范围在400~489 HV之间,最终拉伸试样都断在304母材上,得到的平均拉伸强度为406 MPa,最大的抗拉强度为542 MPa。

冷却速度对X12CrMoWVNbN10-1-1耐热钢的力学性能影响

采用力学性能测试、金相分析以及TEM微观结构分析,研究了淬火和回火冷却速度对X12CrMoWVNbN10-1-1耐热钢力学性能的影响,并探讨了脆化机制,结果表明:在相同的回火工艺下,随淬火冷却速度的降低,强度降低,塑性变化不大,但冲击值增加,其主要原因是缓冷降低了马氏体基体的再结晶温度,导致基体的回复与再结晶程度增加;随回火冷却速度的降低,屈服强度略增加,抗拉强度、塑性变化不大,而冲击值下降,具有高温回火脆性的特征。

热处理对耐热钢X12CrMoWVNbN10-1-1力学性能的影响

研究了淬火温度1025～1125℃+570℃4 h空冷+720℃2 h空冷和1050～1075℃淬火后二次回火温度680～780℃对马氏体耐热钢X12CrMoWVNbN10-1-1(%:0.11C、10.28Cr、0.77Ni、1.0Mo、0.96W、0.18V、0.04Nb、0.053N)力学性能的影响。结果表明,随淬火温度的提高,钢的强度增加,塑性变化不大,但冲击韧性显著下降。随回火温度的提高,强度下降、塑性、韧性增加。该钢优化的热处理工艺为:1 050～1 075℃1～2 h油冷+570℃4 h空冷+715～725℃2 h空冷。

X12CrMoWVNbN10-1-1铁素体耐热钢中的马氏体相变过程

通过膨胀试验研究了X12CrMoWVNbN10—1—1铁素体耐热钢在不同奥氏体化条件下的马氏体相变过程．结果表明：在温度1010～1200℃奥氏体化15min条件下，马氏体相变的开始温度点Ms与结束温度点Mf随着奥氏体化温度的增加而升高；在1070℃奥氏体化时，Mf随奥氏体化时间的延长而升高，而在奥氏体化时间小于3h时，随着奥氏体化时间的增加，M5上升，在奥氏体化时间超过3h后，Ms稳定在460℃左右；根据膨胀曲线拟合得到在1070℃奥氏体化保温不同时间条件下的马氏体相变动力学方程．

淬火温度对ZG1Cr10MoWVNbN耐热钢铸件组织和性能的影响

研究了淬火温度对ZG1Cr10MoWVNbN耐热钢铸件微观组织和力学性能的影响,结果表明:淬火温度对强度和冲击功有较大影响,1 100℃前强度随淬火温度升高快速增加,1 100℃后冲击功随淬火温度升高迅速降低。经1 100℃×2 h空冷+730℃×3 h炉冷至300℃出炉空冷后得到保持马氏体位向分布的回火索氏体组织,具有较好的综合力学性能.

12Cr2Mo1R耐热钢MIG焊焊接接头显微组织分析

采用MIG焊对12Cr2Mo1R耐热钢进行了焊接及回火处理,并对比分析了焊态和回火态焊接接头焊缝、熔合区和热影响区金属的显微组织。结果表明,12Cr2Mo1R耐热钢具有较高的淬硬和冷裂倾向,焊前需要进行200~250℃预热,焊后应该进行回火处理,用MIG焊能获得冶金结合良好的焊接接头,但回火态的焊接接头金属显微组织晶粒更细小,分布更均匀。

700℃高温短时时效对ZG12Cr9Mo1Co1NiVNbNB铁素体耐热钢显微组织的影响

为了解ZG12Cr9Mo1Co1NiVNbNB铁素体耐热钢在高温使用过程中的组织演化规律,采用透射电子显微镜和能谱仪等先进手段研究高温时效对该钢组织的影响。结果表明:在700℃时效100 h后,该钢的基体组织主要由马氏体板条、大量位错和析出相组成;析出相主要是Fe(Cr,Mo)23C6、VC、Fe2Mo型Laves相;大尺寸的Fe(Cr,Mo)23C6型碳化物主要分布于马氏体板条界和原奥氏体晶界,细小的VC型碳氮化物主要分布于基体,且析出相的数量增加;在高温时效过程中,Fe(Cr,Mo)23C6的尺寸增大,VC颗粒尺寸变化不大,热稳定性比Fe(Cr,Mo)23C6好。

高温回火对1Cr12Ni3Mo2VN耐热钢力学性能和组织的影响

研究了1Cr12Ni3Mo2VN钢1010℃1 h油冷,2次580～620℃1 h回火空冷后的力学性能和组织。试验结果表明,在620℃回火拉伸试样中,回火马氏体板条界析出大量聚集的粗化的块状M_(23)C_6碳化物,试样塑性变形以孪晶方式进行,塑性较低;580℃回火拉伸试样塑性变形以滑移方式进行,塑性较好。该钢最佳回火工艺为两次580℃1 h空冷。

淬火冷却速度对耐热钢1Cr12Ni3Mo2VN组织和性能的影响

研究了1040℃1h油冷、炉冷(5℃/min)、1℃/min、0.5℃/min冷却后耐热钢1Cr12Ni3Mo2VN的组织和该钢1040℃1h不同冷却速度淬火+565℃2h空冷后的力学性能。试验结果表明,该钢4种冷却速度淬火均可得到马氏体组织,但油冷+回火的A_(KV2)值为156.5 J,而5～0.5℃/min冷却+回火时为40.5～16.5 J。残余奥氏体发生热失稳分解是导致试验钢淬火缓冷后冲击韧性显著下降的主要原因;在淬火缓冷过程中720～820℃这一温度段,由于原奥氏体晶界上碳化物的大量析出,使残余奥氏体中合金元素和碳含量的显著减少,造成淬火组织中的残余奥氏体稳定性大幅度下降。

激光热处理对1Cr5Mo耐热钢焊接接头拉伸性能的影响

为了改善1Cr5Mo耐热钢焊接接头拉伸力学性能,利用CO2激光对其进行了表面改性处理,通过拉伸试验考察了激光热处理对拉伸性能的影响。利用扫描电镜观察了焊接接头的断裂形式和断口形貌,并用能谱仪分析了激光热处理前后试样表面化学元素的组成,讨论了残余应力和残余奥氏体对拉伸性能的影响。结果表明,激光热处理前后试样的拉伸断口均为韧性断裂,激光热处理后断裂性能有所提高;激光热处理试样表面产生晶粒细化和残余压应力的强化层,其屈服强度和抗拉强度分别提高了3.4%和13.7%,拉伸性能得到进一步提高;激光热处理试样的残余奥氏体含量有所降低,导致焊接接头的断面收缩率下降了18.61%,而延伸率基本不变,其均匀变形能力有所增强。

热处理工艺对1Cr12Ni3Mo2VN耐热钢力学性能的影响

研究了热处理工艺对1Cr12Ni3M02VN钢力学性能的影响。结果表明，淬火温度超过1030℃时．钢的奥氏体晶粒显著长大，导致抗拉强度和冲击韧度都显著降低；淬火加热时间即奥氏体化时间为0．5～1h时，钢的抗拉强度和冲击韧度均明显下降；淬火加热时间超过1h，二者的变化不大。若淬火和回火冷却速度过低，则沿晶界析出碳化物M23C6，从而导致冲击韧度明显下降。

1Cr5Mo中合金耐热钢管的焊接

1Cr5Mo属于中合金耐热钢,合金元素含量和碳当量高,焊接性差。采用母材加工焊丝的方法替代标准焊丝,克服了采购不到焊接材料的困难,解决了生产急需。通过试验研究,制订了合理、可行的焊接工艺,生产出质量合格的产品。

显微组织对12Cr1MoV耐热钢力学性能的影响

采用控制轧制-弛豫-在线低温回火新工艺制备不同显微组织的12Cr1MoV试验钢,利用金相法、拉伸试验和冲击试验等方法研究显微组织对试验钢力学性能的影响。控制轧制-弛豫-在线低温回火工艺可制备符合GB/T 3077-1999性能要求的铁素体+珠光体型12Cr1MoV钢,其片层状珠光体含量、粒状碳化物的含量及分布是影响试验钢力学性能的主要因素,增加片层状珠光体含量,试验钢强度、硬度增加;细化铁素体晶粒、增加粒状碳化物明显提高试验钢的伸长率;分布在铁素体晶界的粒状碳化物含量增多,试验钢的冲击韧性明显降低。

热处理对12Cr2Mo1R耐热钢断裂韧度的影响

本文对12Cr2Mo1R耐热钢板进行了正火+回火处理(NT),然后再进行模拟焊后热处理(SPWHT),研究了这两种状态钢板在不同温度下的J-Δa阻力曲线,并对断裂韧度J0.2BL值进行了分析。研究结果表明,这两种热处理态组织均以贝氏体为主,所含碳化物都由M3C、M2C、M7C3和M23C6组成,其中M代表合金元素Cr、Mo、Mn和Fe或者它们的组合;在相同热处理的状态下,温度越高,断裂韧度值越高;相同温度情况下,正火+回火态12Cr2Mo1R耐热钢表现出较高的断裂韧度,因为其碳化物含量较小,碳化物之间的间距相对较大。

Φ80mm 12Cr1MoV耐热钢冲击脆断原因分析

采用观察金相组织、电子显微分析等检测方法,分析了Φ80mm 12Cr1MoV耐热钢冲击脆断的原因。

12Cr1MoV耐热钢和1Cr18Ni9Ti不锈钢异种钢焊接接头力学性能研究

本文主要针对锅炉管道中常采用珠光体耐热钢12Cr1MoV和18-8型1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢异种钢焊接发生早期断裂失效现象,对异种钢焊接接头两侧的母材各自在焊态及运行前后的机械性能进行对比研究。两种母材及接头的拉伸试验表明,珠光体耐热钢的强度低于奥氏体钢。经高温环境工作时,钢材的强度会有明显的提升,而塑性则会有所下降,因此在高温运行时易发生脆性断裂,从而导致接头的早期失效。

12Cr2Mo1R耐热钢/304不锈钢异种钢焊接

采用AA-TIG焊打底埋弧焊填充盖面的方法,进行了12Cr2Mo1R耐热钢和304不锈钢两种大厚板的对接焊研究。通过对焊接接头微观组织及元素分布的观察及对接头硬度、拉伸性能、冲击韧性和弯曲性能的测试,分析了接头的组织和力学性能。结果表明,不锈钢热影响区为奥氏体基体和少量带状铁素体;耐热钢热影响区为贝氏体和马氏体;焊缝为奥氏体和铁素体。线扫描分析发现不锈钢侧熔合区Fe,Ni元素变化较大,而耐热钢侧Fe,Ni,Cr元素明显变化;显微硬度结果显示,焊缝硬度在220 HV左右,耐热钢热影响区出现明显的硬化现象;接头的抗拉强度最高达到678 MPa,-30℃条件下焊缝及不锈钢和耐热钢热影响区的冲击吸收能量为132 J,124 J,241 J。