以下是:20#45#碳鋼無縫鋼管定制生產的產品參數
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T91焊接時存在的問題
3.1 熱影響區淬硬組織的產生
從圖1可以看出,T91的臨界冷卻速度低,奧氏體穩定性很大,冷卻時不易發生正常的珠光體轉變,從而冷卻到較低溫度時發生了馬氏體轉變。正由于此,T91的淬硬和冷裂傾向很大。
由于熱影響區的各種組織具有不同的密度、膨脹系數和不同的晶格形式,在加熱和冷卻過程中必然會伴有不同的體積膨脹和收縮;另一方面,由于焊接加熱具有不均勻和溫度高的特點,故而T91焊接接頭內部應力很大。
對于T91,奧氏體十分穩定,要冷卻到較低溫度(約400℃)才能變為馬氏體。粗大的馬氏體組織脆而硬,接頭又處在復雜應力狀態下。同時,焊縫冷卻過程中氫由焊縫向近縫區擴散,氫的存在促使了馬氏體脆化,其綜合作用的結果,很容易在淬硬區產生冷裂紋。
3.2 熱影響區晶粒長大
焊接熱循環對焊接頭熱影響區的晶粒長大有重大的影響,特別是緊鄰加熱溫度達到高的熔合區。當冷卻速度較小時,在焊接熱影響區會出現粗大的塊狀鐵素體和碳化物組織,使鋼材的塑性明顯下降;冷卻速度大時,由于產生了粗大的馬氏體組織,也會使焊接接頭塑性下降。
3.3 軟化層的產生
T91鋼在調質狀態下焊接,熱影響區產生軟化層不可避免,而且比珠光體耐熱鋼的軟化更為嚴重。當用加熱和冷卻速度均較緩慢的規范時,軟化程度較大。另外,軟化層的寬度和它離熔合線的距離,不僅與焊接的加熱條件及特點有關,還與預熱、焊后熱處理等有關。哈爾濱鍋爐廠曾做過試驗得出T91焊接熱影響區硬度曲線,見圖2。
3.4 應力腐蝕裂紋
T91鋼在焊后熱處理之前,冷卻溫度一般不低于100℃,如果在室溫下冷卻,而環境又比較潮濕時,容易出現應力腐蝕裂紋。德國規定:在焊后熱處理之前必須冷卻至150℃以下。在工件較厚、有角焊縫存在及幾何尺寸不好的情況下,冷卻溫度不低于100℃。如果在室溫下冷卻,嚴禁潮濕,否則容易產生應力腐蝕裂紋。
4 T91鋼的焊接工藝
4.1 預熱溫度的選擇
T91鋼的Ms點約為400℃,預熱溫度一般選在200~250℃。預熱溫度不能太高,否則接頭冷卻速度降低,可能在焊接接頭中引起晶界處碳化物析出和形成鐵素體組織,從而大大降低該鋼材焊接接頭在室溫時的沖擊韌性。預熱溫度的下限從哈爾濱鍋爐廠所做過的插銷試驗可得到很好的說明。
插銷試棒采用T91鋼,直徑8 mm,深0.5 mm,底板采用13CrMo鋼,厚20 mm,試驗在不預熱、預熱150℃、預熱200℃、預熱250℃條件下進行。焊條采用J707。焊接電流為165~170 A,電弧電壓為21~267 V,試驗結果如表2所示。
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