焊条电弧焊工艺参数对CrMo钢HAZ组织和性能的影响.doc
《焊条电弧焊工艺参数对CrMo钢HAZ组织和性能的影响.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《焊条电弧焊工艺参数对CrMo钢HAZ组织和性能的影响.doc(33页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、个人收集整理 勿做商业用途本科毕业论文题 目:焊条电弧焊工艺参数对15CrMo钢HAZ组织和性能的影响院 (部): 材料科学与工程学院专 业: 材料成型及控制工程班 级: 成型051姓 名:学 号:指导教师: 完成日期: 2009年6月11日I目 录摘 要 ABSTRACT1 前 言1。1 耐热钢的定义、分类及应用 11.2 我国耐热钢的发展21。3 15CrMo钢焊接的基本要求31.4 15CrMo钢的焊接性分析 3 1。4.1 15CrMo的化学成分及性能 3 1。4。2 15CrMo钢的焊接性分析4 1.4。3 15CrMo钢的裂纹分析62焊接试验 2.1 焊接方法122.2 焊接材料1
2、32。3 焊前准备142。4焊接工艺规范及试板焊接15 2.4.1 焊接工艺参数15 2.4。2 焊接注意事项15 2.4。3 焊接试验内容152.5 试验设备及材料15 2.5。1 试验设备15 2。5。2 试验材料和尺寸163 试样制备及金相、硬度分析3.1 金相试样173.2 金相组织观察173。3 显微硬度测试19 3.3.1 显微硬度测试步骤19 3.3.2 测试数据203。4 金相、硬度分析213.5 小结 224 结 论24谢 辞25参考文献26摘 要15CrMo钢是一种以Cr-Mo为基多元低、中合金珠光体耐热钢.有时还加入少量的W、Ti、Nb、B等。其中元素Cr能形成致密的Cr
3、2O3氧化膜,Mo是弱碳化物元素,可以优先溶入固溶体,强化固溶体,工作温度可高达600。所以,珠光体耐热钢中具有很好的抗氧化性和热强性,被广泛用于制造石油管线及锅炉、高压蒸汽管道、蒸汽动力发电设备和其他工业部门。据资料介绍,因选择焊接工艺和焊接材料不当,珠光体耐热钢热影响区会产生硬化、冷裂纹、热裂纹、软化以及焊后热处理或高温长期使用中的再热裂纹等缺陷。本文通过采用焊条电弧焊,选择不同的焊接电流、预热温度、焊接层数等工艺参数,观察测试HAZ的组织和性能。实践证明,选择保证焊缝性能同母材匹配的焊接材料、正确选择预热温度和焊后热处理,即可避免各种缺陷的产生。关键词 : 珠光体耐热钢;15CrMo钢;
4、焊条电弧焊;焊接工艺参数;预热温度Influence of Alectrode Arc Welding on the Performance of15CrMo in HAZABSTRACT15CrMo steel is a Cr-Mobased multi-low,medium-alloy pearlitic heatresistant steel。 Sometimes it needs adding a small amount of W, Ti, Nb, B and so onThe element Cr can form dense Cr2O3 oxide film;Mo, a weak
5、 carbide elements, can merge into solid solution ,in order to enhance the intensity, so its working temperature can be as high as 600 . Therefore, the pearlite heatresistant steel with good oxidation resistance and thermal strong, is widely used in the manufacture of oil pipelines and boilers, high
6、pressure steam piping, steam power generation equipment and other industrial sectors。 According to the information, because of the improper choice of welding processes and welding materials, the heat affected zone of pearlite heatresistant steel could break out various defects, such as hardening, co
7、ld cracking, hot cracking, softening, and post-weld heat treatment or long-term use of high temperature reheater of defects。 In this paper, it use arc welding electrodes, choose a different welding current, preheating temperature, welding process parameters and then observe and test the performance
8、of the organization of HAZ。 Practice has proved that selecting correct materials to ensure the performance of weld t matching with the welding material, choosing preheating temperature and postweld heat treatment properly can prevent the emergence of various defects. 本文为互联网收集,请勿用作商业用途本文为互联网收集,请勿用作商业
9、用途Keywords: pearlite heatresistant steel; 15CrMo steel; electrode arc welding; welding parameters; preheating temperatureVI1前 言1.1 耐热钢的定义、分类及应用 在高温条件下,具有抗氧化性和足够的高温强度以及良好的耐热性能的钢称作耐热钢.耐热钢包括抗氧化钢和热强钢两类.抗氧化钢又简称不起皮钢,一般要求较好的化学稳定性,但承受的载荷较低。热强钢则要求较高的高温强度和相应的抗氧化性.耐热钢常用于制造锅炉、汽轮机、动力机械、工业炉和航空、石油化工等工业部门中在高温下工作的零部
10、件.这些部件除要求高温强度和抗高温氧化腐蚀外,根据用途不同还要求有足够的韧性、良好的可加工性和焊接性,以及一定的组织稳定性。中国自1952年开始生产耐热钢。以后研制出一些新型的低合金热强钢,从而使珠光体热强钢的工作温度提高到600620;此外,还发展出一些新的低铬镍抗氧化钢种。耐热钢的分类有以下几种:(1) 珠光体耐热钢珠光体钢耐热钢中合金元素以铬、钼为主,质量分数总量一般不超过5%。其组织除珠光体、铁素体外,还有贝氏体。这类钢在500600有良好的高温强度及工艺性能,价格较低,广泛用于制作 600以下的耐热部件。如锅炉钢管、汽轮机叶轮、转子、紧固件及高压容器、管道等。典型钢种有:16Mo、1
11、5CrMo、12Cr1MoV、12Cr2MoWVTiB、10Cr2Mo1以及25Cr2Mo1V、20Cr3MoWV等。 (2) 马氏体耐热钢马氏体钢中含铬的质量分数一般为713,在650以下有较高的高温强度、抗氧化性和耐水汽腐蚀的能力,但焊接性较差。含铬12左右的1Cr13、2Cr13,以及在此基础上发展出来的钢号如1Cr11MoV、1Cr12WMoV、2Cr12WMoNbVB等,通常用来制作汽轮机叶片、轮盘、轴、紧固件等。此外,作为制造内燃机排气阀用的4Cr9Si2,4Cr10Si2Mo等也属于马氏体耐热钢。 (3) 铁素体耐热钢铁素体钢中含有较多的铬、铝、硅等元素,形成单相铁素体组织,有良
12、好的抗氧化性和耐高温气体腐蚀的能力,但高温强度较低,室温脆性较大,焊接性较差。如1Cr13SiAl,1Cr25Si2等。一般用于制作承受载荷较低而要求有高温抗氧化性的部件。(4) 奥氏体耐热钢奥氏体钢中含有较多的镍、锰、氮等奥氏体形成元素,在 600以上时,有较好的高温强度和组织稳定性,焊接性能良好。通常用作在 600以上工作的热强材料。典型钢种有 1Cr18Ni9Ti,1Cr23Ni13,1Cr25Ni20Si2,2Cr20Mn9Ni2Si2N,4Cr14Ni14W2Mo等1。尤其指出的是,本课题研究的材料15CrMo钢是一种铬、钼珠光体耐热钢,它是应用于动力工业、石油化工等部门高温条件下的
13、重要材料。主要用于制造工作温度高于450的压力容器、锅炉管道等。它不仅有很好的抗氧化性、热强性,还有比较好的抗硫腐蚀和抗氢腐蚀性能,并且合金元素含量少,具有较好的工艺性能和物理性能,用途很广。1.2 我国耐热钢的发展 近几年来,随着国家经济建设的发展,我国的国民经济持续高速增长,工业,建筑,冶金钢铁,热处理,航天,矿山,玻璃,石油工业,电力等行业相继快速发展。这些行业的发展都离不开钢结构,而且所用的钢都不是一般性质的钢.因为这些都不是一般性质的行业,其设备要求苛刻。性能太差就会严重影响行业的正常运作.工业与石油工业设备,锅炉等都需要一定的高温。所以在这样特殊条件下,对钢的要求就非常严格.一般新
14、产品的诞生都是随着市场需求而产生的。耐热钢就是在这种情况下出现的。耐热钢,能在高温的条件下保持良好的性能,能抗高温。大部分的耐热钢都是由合金组成,因为合金比单一金属的稳固性更好更强。我国从50年代就开始生产耐热钢了,从最初的几家企业发展到现在千余家,一些企业也从最初的小规模发展到现在国内知名品牌生产企业。随着科技的发展,为满足石油行业设备以及管道对钢材的抗高温抗腐蚀日趋苛刻,耐热钢需要更新的技术来解决所面临的问题。很多企业为解决耐热钢所面临的问题,不断引进新的技术,成立专门的研究部门,研究高性能的耐热钢,以满足市场需求。在20世纪30年代,经过专业人士的不断的研究,发现了钼。钼元素对耐热钢的耐
15、热强性有很大的帮助,在碳钢中加入钼,工作温度可以大大的提高。50年代初,我国引进低合金铬钼钢,并开始大量生产,解决了电站锅炉以及石油化工等耐高温的问题。再加上其价格便宜,性能好,被广泛的应用于工业生产和其他行业中。经过不断的开发与研究,引进国外先进的技术,在研究人员的努力下,研制出可在更高温度下使用的低合金热强钢.耐热钢及其制品的发展空间很大,市场也很广阔2.1.3 15CrMo钢焊接的基本要求 由于耐热钢广泛应用于石油化工、电力等行业,常用来制造蒸汽导管、石油管道等特殊部件,因此其对焊缝组织致密性、组织连续性、焊缝缺陷等提出了更高的要求,现列如下:(1) 接头的等强性 15CrMo钢焊接接头
16、不仅应具有与母材金属基本相等的室温和高温和高温短时强度,而且适应具有与母材金属相当的高温持久强度。(2) 足够的抗氧化性 15CrMo钢焊接接头应具有与母材金属基本相同的抗氢性和高温抗氧化性。为此,焊缝金属的合金成分和含量与母材基本相等。(3) 组织的稳定性 15CrMo钢焊接接头在制造过程中,尤其是厚壁接头将经受长时间的多次热处理,在运行过程中将经受长期的高温高压作用。在这些长时的热作用过程中,接头各区不应产生降低高温持久强度的组织变化,以及由此引起的脆变和软化。(4) 抗脆断性 由于15CrMo钢长用来制造压力容器和管道,在设备受压检修后,都要经历冷启动过程。因此15CrMo钢焊接接头亦应
17、具有足够的抗脆断性3。1.4 15CrMo钢的焊接性分析 金属焊接性是金属材料对焊接加工的适应性。主要是指在一定的焊接工艺条件下,获得优质焊接接头的难易程度金属焊接性分为工艺焊接性和使用焊接工艺焊接性是指特定的材料在指定工艺条件下形成优质焊接接头的能力;使用焊接性是指形成的接头适应使用要求的程度,两者都是材料在焊接过程中力学和冶金行为发展变化的结果。随着新的焊接方法的不断涌现,材料制造工艺的不断完善和新材料的出现,以及生产应用对结构越来越高的性能要求,有关金属焊接性的研究日趋显出其重要的地位。钢材的焊接性主要取决于它的化学成分,随钢材强度级别的提高,其焊接性变差.焊接性变差一般表现在两个方面:
18、一是焊接过程中焊缝熔敷金属的各种冶金缺陷;二是焊接过程中材料性能的变化4.1。4。1 15CrMo钢的化学成分及性能 珠光体耐热钢的含Cr量一般为0.59,含Mo量一般为0.5或1%。随着Co、Mo的增加,钢的抗氧化性、高温强度和抗硫化物腐蚀性能也都增加。在Co-Mo钢中加入少量的W、Ti、Nb等元素后,可进一步提高钢的热强性。15CrMo钢属CrMo合金系统,为低碳珠光体热强钢,其国标成分和试验中试板成分见下表1。1。 表1。1 15CrMo钢的成分 (质量分数) 名称CSiMnCrMoSP15CrMo(国标)0.120。180.170.370。400。700。81。10。400。550。0
19、40.04 合金元素Cr能形成致密的氧化膜,提高钢的抗氧化性能。当钢中Cr1.5%时,随Cr的增加钢的蠕变强度;Cr1.5%后,钢的蠕变强度随含铬量的增加而降低.Mo是耐热钢中的强化元素,弱碳化物元素,Mo优先溶入固溶体,强化固溶体。Mo的熔点高达2625,固溶后可提高钢的再结晶温度,有效地提高钢的高温强度和抗蠕变能力.Mo可以减小钢材的热脆性,还可以提高钢材的抗腐蚀能力. 钢中的V能形成细小弥散的碳化物和氮化物,分布在晶内和晶界,阻碍碳化物聚集长大,提高蠕变强度。V与C的亲和力比Cr和Mo高,否则V的碳化物高温下聚集长大,造成Cr和Mo的固溶强化作用。钢中W的作用和Mo相似,能强化固溶体,提
20、高结晶温度,增加回火稳定性,提高蠕变强度.钢中Nb和Ti都是碳化物形成元素,可以析出细小弥散的金属间化合物,提高钢材的高温强度、抗晶间腐蚀和抗高温氧化能力,并可显著提高蠕变强度,改善钢的焊接性。钢中加入B和稀土元素,可净化晶界,提高晶界强度,组织晶粒长大,提高钢的蠕变强度和高温持久强度等56.表1。2是15CrMo钢的室温力学性能。表1。2 15CrMo钢的室温力学性能钢号热处理状态取样位置力学性能屈服强度 s/MPa抗拉强度 b/ MPa伸长率 5(%)冲击吸收功AKV/Jcm215CrMo930960正火+680730回火横向2404502159纵向23045020491。4.2 15Cr
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 焊条 电弧焊 工艺 参数 CrMo HAZ 组织 性能 影响
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【w****g】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【w****g】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。