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SAW焊接规范对2.25Cr-1Mo钢HAZ组织和性能的影响

2020-12-07阅读(157)

SAW焊接规范对2.25Cr-1Mo钢HAZ组织和性能的影响

论文摘要

2.25Cr-1Mo低合金耐热钢被广泛地应用于电站、核能、石油化工等国家重点行业中,是加氢容器设备制造的主导材料,与其同类合金钢有2.25Cr-1Mo-0.25V、3Cr-1Mo-0.25V等都属于Cr-Mo系列钢,其在焊接过程中具有存在较大的淬硬性和冷裂纹倾向,在生产过程中如果焊接工艺控制不当,可能会出现焊接接头热影响区硬化、焊接接头热影响的组织过度粗大、焊接接头热影响的冲击韧性下降等问题。自2005年10份以来,中国第二重型机械集团公司将石化容器作为公司的一种主导产品,迈进了大型压力容器的生产制造领域。自进行生产以来,公司出产了大量的2.25Cr-1Mo钢制压力容器,但对焊接接头的认识只是停留在常规的工艺评定中,为了有效地控制焊接接头质量,提高出产容器在使用过程中的安全性,有必要深入系统地研究2.25Cr-1Mo钢焊接接头尤其是母材热影响区（HAZ）的组织和性能的关系,这对于制定合格的焊接工艺方案,控制焊接接头的组织和性能具有重要的意义。本论文首先介绍分析了2.25Cr-1Mo钢的化学成分、金相组织、力学性能、冲击韧性等方面的基本特性,为掌握该钢种焊接接头HAZ的特征奠定了一定的基础。针对焊接热影响区,主要介绍了焊接热影响区的硬化、脆化、韧化、软化等特征。其次,为了认识和掌握焊接接头HAZ的受热状况,讨论了焊接热循环的主要参数峰值温度Tm、相变温度以上停留时间tH、瞬时冷却速度Wc、冷却时间等参数的理论计算,并且根据经验解析公式,模拟了焊接热循环参数曲线,以充分认识焊接接头HAZ的受热过程,从而加深对焊接热循环的了解。为了克服焊接接头的热影响区域非常狭窄因此难以从实际工件的接头中深入研究其特性的困难,本研究采用了美国GLEEBLE-1500D热模拟试验机来模拟焊接接头HAZ的受热过程,从而获得了不同冷却速度下模拟焊接热影响区粗晶区的组织、韧性、力学性能和断口形貌。结果表明,在单次焊接热循环作用下,热影响区主要的组织类型为马氏体组织和贝氏体组织,随着冷却速度t8/5的不断变化,两种组织的比例将发生改变。当t8/5的范围在20s～30s之间时,其组织比例所导致和强度和韧性比较理想。本研究还采用斜Y坡口对接裂纹实验对2.25Cr-1Mo钢的焊接性进行了测试和研究,结果表明该类钢在不预热或预热温度低于100℃的条件下焊接时,焊接接头具有一定的冷裂倾向。此外,焊接热影响区硬度值测试结果表面,焊后热处理可以显著改善2.25Cr-1Mo钢焊接接头的硬度分布和降低最高硬度值。因此对于提高2.25Cr-1Mo钢焊接接头的综合性能而言,焊前预热和焊后热处理是非常必要的。

论文目录

  • 中文摘要
  • 英文摘要
  • 主要符号表
  • 1 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 论文研究的背景
  • 1.3 论文研究的目的和意义
  • 1.3.1 论文研究的目的
  • 1.3.2 论文研究的意义
  • 1.4 论文研究的主要内容
  • 2 2.25Cr-1Mo钢焊接热影响区的特征
  • 2.1 引言
  • 2.2 常用2.25Cr-1Mo钢特性分析
  • 2.3 2.25Cr-1Mo钢焊接热影响区的组织特征分析
  • 2.4 焊接接头热影响区的性能特征
  • 2.5 热影响区韧性下降的因素与改善措施
  • 2.5.1 热影响区韧性下降原因分析
  • 2.5.2 改善热影响区韧性措施分析
  • 2.6 本章小结
  • 3 2.25Cr-1Mo钢焊接热模拟参数计算及分析
  • 3.1 引言
  • 3.2 焊接接头热循环模拟分析
  • 3.3 焊接热循环参数的数值模拟计算
  • 3.4 模拟焊接热循环曲线方程
  • 3.5 本章小结
  • 4 热模拟技术的研究机理及现状
  • 4.1 引言
  • 4.2 焊接热模拟技术的研究现状
  • 4.3 热模拟试验机GLEBLEE-1500D的试验机理
  • 4.4 热模拟试验参数分析
  • 4.5 本章小结
  • 5 2.25Cr-1Mo钢HAZ热模拟试验
  • 5.1 前言
  • 5.2 热模拟试验方案和试样制备
  • 5.2.1 热模拟试样的制备
  • 5.2.2 热模拟试验方案分析
  • 5.3 热模拟曲线分析
  • 5.4 热模拟试样特性分析
  • 8/5对热模拟试样组织的影响'>5.4.1 不同冷却时间t8/5对热模拟试样组织的影响
  • 8/5对热模拟试样韧性的影响'>5.4.2 不同冷却时间t8/5对热模拟试样韧性的影响
  • 8/5对热模拟试样强度的影响'>5.4.3 不同冷却时间t8/5对热模拟试样强度的影响
  • 5.5 本章小结
  • 6 2.25Cr-1Mo钢焊接性试验与热处理
  • 6.1 引言
  • 6.2 斜 Y型坡口对接焊接裂纹试验
  • 6.2.1 试验条件
  • 6.2.2 试验过程
  • 6.2.3 试验的结果与分析
  • 6.3 埋弧自动焊最高硬度试验
  • 6.3.1 试验目的
  • 6.3.2 试验条件
  • 6.3.3 试验过程
  • 6.3.4 试验的结果与分析
  • 6.4 埋弧自动焊焊接接头硬度分布规律
  • 6.4.1 试验目的
  • 6.4.2 试验过程
  • 6.4.3 试验结果与分析
  • 6.5 回火热处理对热影响区的影响
  • 6.6 本章小结
  • 7 结论
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录 不同冷却速度下试样的热模拟曲线和拉伸图

    • 相关论文文献

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