低合(he)金耐(nai)熱(re)鋼(gang)(gang),最(zui)常用的(de)(de)是(shi)Cr-Mo以及(ji)Cr-Mo基多(duo)合(he)金耐(nai)熱(re)鋼(gang)(gang)。這(zhe)些耐(nai)熱(re)鋼(gang)(gang)具有(you)很好(hao)(hao)的(de)(de)抗(kang)氧(yang)化性(xing)(xing)、熱(re)強性(xing)(xing)、抗(kang)硫腐蝕和抗(kang)氫(qing)腐蝕性(xing)(xing)能,在電(dian)站(zhan)、核(he)動力裝(zhuang)置、石油精煉(lian)設(she)備(bei)、加(jia)氫(qing)裂(lie)化裝(zhuang)置、合(he)成化工容器(qi)、宇(yu)航器(qi)械以及(ji)其(qi)他高溫(wen)加(jia)工設(she)備(bei)中獲得廣泛(fan)應(ying)用。隨著耐(nai)熱(re)鋼(gang)(gang)的(de)(de)應(ying)用領域越(yue)來越(yue)廣泛(fan),其(qi)配套焊(han)材的(de)(de)需求量(liang)也(ye)日(ri)益增加(jia)。耐(nai)熱(re)鋼(gang)(gang)焊(han)縫需要(yao)具有(you)優良(liang)的(de)(de)高溫(wen)強度、韌性(xing)(xing)和抗(kang)蠕變(bian)性(xing)(xing),因此對其(qi)配套焊(han)材也(ye)提出了較高的(de)(de)要(yao)求。江蘇省沙(sha)鋼(gang)(gang)鋼(gang)(gang)鐵研究院針對1.25Cr-0.5Mo耐(nai)熱(re)氣保焊(han)絲鋼(gang)(gang)進行了研究,通過連(lian)續冷卻(que)轉(zhuan)變(bian)曲線(xian)和現場試(shi)制(zhi)確定(ding)了盤條(tiao)的(de)(de)軋制(zhi)工藝,獲得了一種性(xing)(xing)能良(liang)好(hao)(hao)的(de)(de)低合(he)金耐(nai)熱(re)焊(han)絲鋼(gang)(gang)盤條(tiao)。
該公(gong)司采用的(de)(de)焊絲(si)鋼的(de)(de)化學(xue)成分為(wei)(質量分數):C0.10;Si0.56;Mn1.14;P0.015;S0.008;Cr1.30;Mo0.55;As0.0061;Sn0.0047;Sb0.0029;O0.0016;N0.0025;其余為(wei)Fe。
經試驗發(fa)(fa)現(xian),1000℃和950℃保(bao)溫(wen)(wen)、應變(bian)60%后在(zai)不(bu)同冷(leng)卻(que)速(su)率下(從(cong)0.1℃/s到(dao)0.8℃/s)得(de)到(dao)的(de)(de)相轉變(bian)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)均為鐵素體+馬氏體的(de)(de)兩相組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)。當(dang)變(bian)形(xing)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)為950℃時,隨著冷(leng)速(su)增加,所獲組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)中(zhong)馬氏體含量(liang)和尺(chi)寸(cun)變(bian)化不(bu)明顯,硬度(du)(du)(du)從(cong)182HV增加至(zhi)202HV。變(bian)形(xing)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)從(cong)1000℃降(jiang)低到(dao)950℃時,馬氏體尺(chi)寸(cun)減(jian)小(xiao)。據(ju)此,將盤條(tiao)軋制(zhi)時的(de)(de)精軋溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)定為950℃。在(zai)這(zhe)個(ge)軋制(zhi)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)下,所獲組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)對冷(leng)速(su)變(bian)化不(bu)敏(min)感,這(zhe)樣(yang)就可拓寬盤條(tiao)軋制(zhi)時冷(leng)卻(que)的(de)(de)工藝窗口(kou),有利于(yu)(yu)保(bao)證斯太爾摩冷(leng)卻(que)線上盤卷邊部(bu)(bu)和中(zhong)部(bu)(bu)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)均勻性,便(bian)于(yu)(yu)盤條(tiao)拉拔制(zhi)絲。考慮(lv)到(dao)現(xian)場生(sheng)(sheng)產效率,實際生(sheng)(sheng)產中(zhong)將保(bao)溫(wen)(wen)罩(zhao)全部(bu)(bu)關閉,使盤條(tiao)冷(leng)速(su)控(kong)制(zhi)在(zai)0.3℃/s~0.8℃/s。另(ling)外(wai),將吐(tu)絲溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)控(kong)制(zhi)在(zai)870~890℃,使盤條(tiao)在(zai)進入保(bao)溫(wen)(wen)罩(zhao)之前溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)能略高(gao)于(yu)(yu)鐵素體相變(bian)起始溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)800℃;控(kong)制(zhi)盤條(tiao)出(chu)保(bao)溫(wen)(wen)罩(zhao)的(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)低于(yu)(yu)鐵素體相變(bian)結束溫(wen)(wen)度(du)(du)(du),即低于(yu)(yu)700℃,可使盤條(tiao)在(zai)保(bao)溫(wen)(wen)罩(zhao)中(zhong)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)的(de)(de)鐵素體相變(bian)更(geng)加充分。盤條(tiao)抗拉強度(du)(du)(du)為770~830MPa,拉拔深加工時未發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)斷絲。
將(jiang)所得的盤條拉拔制成直徑1.2mm焊絲(si)后(hou)進行(xing)熔敷金屬試驗。母材選用(yong)20mm厚的14Cr1MoR鋼板,坡口采用(yong)45°V形(xing);焊接(jie)電流(liu)、電壓和速度分(fen)別為(wei)(300±30)A、(30±3)V和(33.0±6)cm/min,保護氣體(ti)(體(ti)積分(fen)數)為(wei)80%Ar+(10%~20%)CO2,預熱(re)及層間溫(wen)度控制在135~165℃,焊后(hou)立即進行(xing)620℃×1h的回火(huo)處理。熔敷金屬的組織主要為(wei)回火(huo)貝(bei)氏(shi)體(ti),碳(tan)化物彌散分(fen)布在鐵素體(ti)基體(ti)上。
對(dui)焊絲熔敷金屬(shu)性(xing)能的(de)檢(jian)測(ce)表明(ming),熔敷金屬(shu)的(de)各(ge)(ge)項(xiang)力學性(xing)能均滿(man)足(zu)AWSA5.28標準的(de)各(ge)(ge)項(xiang)要求,抗拉強(qiang)度為624MPa,伸長率為21.2%,0℃和(he)20℃沖擊功(gong)分(fen)(fen)別為62J和(he)122J,說(shuo)明(ming)低(di)溫沖擊韌性(xing)優異。對(dui)熔敷金屬(shu)0℃和(he)20℃沖擊斷(duan)口(kou)進行掃描電鏡觀察顯(xian)示(shi),0℃沖擊斷(duan)口(kou)由部(bu)(bu)分(fen)(fen)纖(xian)維(wei)區(qu)(qu)和(he)大(da)部(bu)(bu)分(fen)(fen)放射區(qu)(qu)組成(cheng),放射區(qu)(qu)主要是解(jie)理(li)(li)斷(duan)口(kou),有(you)明(ming)顯(xian)的(de)河流狀花樣,在解(jie)理(li)(li)區(qu)(qu)之間(jian)存在一些由韌窩(wo)組成(cheng)的(de)延性(xing)脊;20℃沖擊斷(duan)口(kou)纖(xian)維(wei)區(qu)(qu)(韌性(xing)斷(duan)裂)區(qu)(qu)域面積(ji)較大(da),呈典型的(de)韌窩(wo)形貌。
