21/4Cr-1Mo钢焊后产生焊接裂纹的原因分析及其返修措施

针对 2 1 /4Cr-1Mo钢焊接后产生裂纹的原因进行了分析 ,结果表明 ,产生裂纹的主要原因是氢浓度过高而引起的氢致延迟裂纹 。

焊接电源种类对21/4Cr-1Mo钢焊缝金属韧性的影响

21/4Cr-1Mo钢是在高温、高压下工作的压力容器钢种,石油精炼的反应器、热交换器等压力容器多使用21/4Cr-1Mo钢。由于临氢高压设备工作条件的苛刻,对材料和焊接接头要求很高,特别是低温韧性。以往国内对耐热钢多采用直流焊条电弧焊和直流埋弧焊,国外不少焊材制造商研制的焊接材料虽可交直流两用,但多推荐用交流焊接。为寻求提高焊缝金属韧性的途径,以21/4Cr-1Mo钢焊接为例,分别采用焊条电弧焊、埋弧焊及相应的焊接材料,用直流反接与交流两种焊接电流进行焊接,通过对焊缝金属的性能试验发现,采用直流反接和交流焊接,其化学成分、焊缝金属的抗拉强度没有明显差别,但交流焊接的焊缝金属冲击韧性较直流有明显提高。试验结果表明,这主要是由于焊缝金属的一次组织形态和多层焊再热作用使细晶区扩大,改善了焊缝韧性。

钠冷快堆蒸汽发生器用2.25Cr-1Mo钢热老化行为研究进展

中国实验快堆蒸汽发生器主要使用核级2.25Cr-1Mo钢制造。由于钠冷快堆中严苛的工作环境,蒸汽发生器传热管需要同时面对高温、高压差以及钠和水腐蚀等问题,其中部分问题引起蒸汽发生器的热老化行为,从而影响其寿命。本文调研了钠冷快堆蒸汽发生器用2.25Cr-1Mo钢热老化行为的主要影响因素,总结了开展2.25Cr-1Mo钢热老化行为研究的多种方法,提出了解决2.25Cr-1Mo钢热老化问题的措施,并对未来发展方向进行展望,以期为我国钠冷快堆蒸汽发生器部件的寿命评估和安全运行提供参考。

4Cr5Mo2V钢与4Cr5MoSiV1钢组织和性能的对比

采用金相检验、冲击试验、扫描电镜及能谱分析等方法对4Cr5Mo2V钢和4Cr5MoSiV1钢的组织、性能进行对比分析,并用软件模拟计算相图。结果表明:4Cr5Mo2V钢较4Cr5MoSiV1钢的V元素含量降低、Mo元素含量升高,改变了钢中MC相的稳定性;4Cr5Mo2V钢中高熔点MC相液析碳化物的溶解温度和含量较4Cr5MoSiV1钢降低,使4Cr5Mo2V钢的冲击韧性增大。

国产21/4Cr-1Mo厚钢板工艺性能研究

国产21/4Cr-1M o钢中厚板(δ=50～90m m)已广泛应用于加氢重整装置的制造,对用于制造加氢反应器类压力容器的国产21/4Cr-1M o钢板(δ=105m m)进行了焊接和热处理工艺性能试验。结果表明:各项性能指标均满足常见的加氢类设备技术要求,可用于制造板焊式加氢重整反应器等临氢设备;通过调整化学成分可改进钢的冶炼,从而有效提高钢的强度指标。

21/4Cr-1 Mo-V钢抗氢致开裂性能的研究

将传统的电解充氢装置加以改进 ,并以改进的充氢装置对 2 1/ 4Cr 1Mo V钢进行氢致开裂试验。通过改变各种充氢参数进行氢致开裂试验 。

热处理对1Cr15Ni4Mo3N不锈钢组织与力学性能的影响

对1Cr15Ni4Mo3N试验钢进行1050℃×1.5 h固溶、-73℃×2 h冷处理后,再进行不同温度、保温3 h的时效处理,采用扫描电镜、透射电镜、万能试验机、冲击试验机等检测方法研究了时效温度对试验钢组织与力学性能的影响。结果表明:试验钢固溶、冷处理后,经460℃×3 h时效,其抗拉强度、屈服强度及伸长率均达到峰值,经580℃×3 h时效的试验钢冲击功达到峰值。460℃×3 h时效的试验钢组织为含有高密度位错的板条马氏体和残余奥氏体,540℃×3 h时效试验钢的马氏体板条特征有所减弱,620℃×3 h时效试验钢中逆转变奥氏体含量明显增加。

加氢反应器用2(1/4)Cr-1Mo钢回火脆性分析

加氢裂化和加氢精制反应器中使用的21/4Cr-1Mo钢在371～593℃时会产生回火脆化现象,主要是由于钢材中的杂质元素P、Sn、As、Sb引起的。通过试验分析指出,采取控制钢材的化学元素组成和严格操作工艺规程等措施可避免回火脆性的发生。

核用2.25Cr-1Mo钢在不同环境下的微动磨损性能

目的研究核用2.25Cr-1Mo钢在不同环境下的微动磨损性能。方法采用自制的切向微动磨损试验设备,在4种环境(温室RT/大气、RT/水、450℃/大气和450℃/液态钠)下对2.25Cr-1Mo钢进行了切向微动磨损试验。试验参数为:法向载荷20 N,运动频率5 Hz,位移幅值50μm,循环次数10^(5)和2×10^(5)。试验前,采用维氏硬度仪测量了2.25Cr-1Mo钢在室温和450℃高温下的硬度。试验后,采用Bruker白光干涉显微镜测量了磨痕的三维形貌并获得了截面轮廓和磨损量。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)分析磨痕表面和横截面的微观形貌以及摩擦化学反应。结果2.25Cr-1Mo钢在不同环境下表现出不同的磨损性能。450℃液态钠环境下的磨损量最大,大于450℃和室温大气环境下的磨损量;室温水环境下的磨损最小。经过10^(5)微动循环后,2.25Cr-1Mo钢在450℃液态钠和室温水环境下表现出最大和最小的磨损率,分别为4.17×10^(-6)mm^(3)/(N·m)和0.32×10^(-6)mm^(3)/(N·m)。结论2.25Cr-1Mo钢在室温大气环境下的磨损机制为分层、剥落和氧化磨损;随着温度升高到450℃,大气环境下的氧化磨损加剧,伴随着剥层和“锻造流线”;室温水环境下的磨损机制为磨粒磨损和氧化磨损;450℃液态钠环境下的磨损机制为磨粒磨损、黏着磨损和“锻造流线”,同时钠的腐蚀协同作用也加速了材料的失效。

3Cr-1Mo-1/4V钢的组织与性能

采用金相、TEM、XRD等方法研究了 3Cr- 1Mo- 1/ 4V钢组织与性能 ,结果表明 :3Cr- 1Mo- 1/ 4V钢在5 5 0℃回火时出现二次硬化现象 ,其强度、硬度达到极大值 ,随回火温度的升高和回火时间的延长 ,强度、硬度下降 ,而塑性增加。经模拟最大焊后热处理 (Max.PWHT)后的拉伸性能和模拟最小焊后热处理(Min.PWHT)后的 - 18℃夏比 (V型 )冲击韧性均满足加氢反应器的设计要求。筒体锻件性能分析表明 :力学性能均匀 ,达到了加氢反应器的技术要求 ,良好的成分均匀性。

3Cr-1Mo-1/4V钢的CCT图

采用膨胀法测定了大型临氢容器用 3Cr 1Mo 1 /4V钢的CCT图 ,结果表明 :该钢具有高的淬透性。获得完全马氏体的临界冷却速度为 1 0℃ /s ;不发生先共析铁素体转变的临界冷却速度为 0 0 1 2℃ /s。组织分析表明 ,在 3～ 0 0 2℃ /s的冷却速度范围内均获得粒状贝氏体组织。

我国2(1/4)Cr-1 Mo-(1/4)V抗氢钢的开发

介绍国内面对国外已开发成功各种新Cr Mo钢并很快被推广应用而将加氢反应器技术又向前推进一个新高度的背景下 ,在 90年代后期也开始着手相应材料的开发工作。在取得 3Cr 1Mo V钢开发成功的基础上 ,又相继开发出了 2 Cr 1Mo V钢并完成了首台加氢反应器的研制。

氢系统2(1/4)Cr-1Mo钢的焊后热处理控制

介绍了氢系统2（1/4）Cr-1Mo钢的焊接特点,分析了焊后热处理的关键环节,提出了现场2（1/4）Cr-1Mo钢的焊后热处理方法。

在氢环境中2(1/4)Cr-1Mo钢的断裂特性

研究了在模拟加氢反应器工况条件下,国产加氢反应器壁材料2(1/4)Cr-1Mo钢的断裂特性。应用断裂力学方法,分别测定了原始状态、原始+电化学渗氢、步冷状态、步冷+热渗氢试样的断裂韧性KIC;计算了埋入裂纹和表面裂纹的裂纹尖端的应力强度因子KI。结果表明:步冷处理提高了2(1/4)Cr-1Mo钢的断裂韧性,氢降低了2(1/4)Cr-1Mo钢的断裂韧性;只要反应器内壁无表面裂纹,设备运行是安全的。

2(1/4)Cr-1Mo钢的回火脆性的控制与评定

介绍了重整反应器制作过程中所使用2（1/4）Cr-1Mo钢的回火脆性的控制,以及用阶梯冷却试验方法对该材料进行回火脆性的评定。

1Cr15Ni4Mo3N钢制销钉热处理端部裂纹分析

对1Cr15Ni4Mo3N钢销钉最终强化热处理后其端部出现的裂纹问题,进行了磁粉检测、材料成分分析、宏观观察和能谱扫描,以及硬度检测和金相组织分析等试验,对裂纹产生原因进行分析,确定裂纹产生的原因,从而可以采取针对性措施,加强零件制造过程控制,避免问题的再次发生。

基于声发射统计信息的2.25Cr-1Mo钢早期损伤判别方法

裂纹开裂是金属材料常见的损伤失效形式之一。而材料失效会经历从早期微小损伤到宏观变形的微观组织动态演化过程,如何在材料发生宏观变形之前,能够及早地发现损伤至关重要。该文基于对材料损伤失效过程不同声源的机理分析,提出了以不同声源信号数的统计占比值κ这一变量来判定表征材料早期损伤阶段的判别指标,制备6个含不同缺陷的不带堆焊层和带堆焊层的2.25Cr-1Mo钢试件,采用声发射技术对试件的弯曲损伤全过程进行在线测试,获得了6个试件早期损伤阶段的声学数据,通过对比分析以幅值和能量为主的单一参量以及基于支持向量机的多元参量κ值的统计结果,证明了利用κ值可以有效地对不带堆焊层和带堆焊层的2.25Cr-1Mo钢试件的早期损伤阶段进行判别,其中不带堆焊层试件的κ值范围为1:3.1~1:3.6之间,带堆焊层试件的κ值范围为1:2.2~1:2.6之间,具有明显的区分度。

2 1／4 Cr-1Mo钢焊接裂纹产生原因及预防

通过对重整反应器在焊接过程中出现大量宏观裂纹的分析 ,认为钢种的化学冶金成分虽对钢的焊接性起主导作用 ,但在实际施焊过程中焊缝受力等因素对裂纹的产生将会起主要作用。采取相应的改进措施对反应器进行返修 。

2^(1)/4 Cr-1Mo钢加氢反应器长期使用后的脆化预测技术进展

回火脆化是加氢反应器2^(1)/4 Cr-1Mo钢长期服役后的主要损伤之一,准确地预测在役材料的回火脆化程度,对加氢反应器长期使用后的安全性评价具有重要意义。综述并评价了国外对2^(1)/4 Cr-1Mo钢长期服役后脆化程度的预测方法,主要包括由J系数预测长期脆化后的韧脆转变温度(FATT),以及在FATT预测基础上建立对材料断裂韧性的估算方法。

2(1/4)Cr-1Mo-(1/4)V钢板焊结构热壁加氢反应器模拟环见证件研制通过技术鉴定

2003年9月26日,对兰州兰石机械设备有限责任公司研制的21/4Cr-1Mo-1/4V钢板焊结构热壁加氢反应器模拟环见证件进行了技术评审鉴定。