热处理对SA-335P92焊接接头力学性能的影响.pdf

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第5期
锅炉制造
2013年9月
BOILER MANUFACTURING
Sep.2013
文章编号:CN23-1249(2013)05-0034-03
热处理对SA-335P92焊接接头力学性能的影响
孔祥旭,臧恒波
(海军驻哈尔滨地区舰船配套军事代表室,黑龙江哈尔滨150040
摘要:通过对SA-33592钢的焊接接头分判进行Ac1点以下及Ae3点以上温度的焊后热处理的工艺试验,
研究了焊后热处理对SA-33592钢焊接接头的力学性能的影响。试验结果表明手工氩弧焊加焊条电弧焊
的SA-335P2焊接接头在分别经历了正火加回火处理和去应力退火后,焊接接头的力学性能均能满足标准
的要求,而且正火加回火处理后的力学性能要优于去应力退火后的力学性能。
关键词:SA-33P92;焊后热处理;力学性能
中图分类号:TC406文献标识码:B
The Effected of Heat Treatment on the Mechanical
Properties of the SA -3351P92 Steel Joints
Kong Xiangxu, Zang Hengbo
Military Representative Office for Shipping of the Navy in Harbin, Harbin 150040, China
Abstract Through the test of the PWHT in the temperature under Ac, and over Ac respectively, th
mechanical properties of the SA-335P92 steel joints were investigated. The results of test show that
the mechanical properties of the SA-335P92 steel joints welded using M-GTAW and SMAW
which is performed respectively normalizing and tempering and stress relieving can satisfy the re
quirement of standard, and that the mechanical properties after normalizing adding tempering are bet
ter than that after stress relieving
Key words: SA-335P92; PWHT; Mechanical properties
0SA-35P92钢筒介
在的V和Nb的碳/氮化物,从而使P92的高温蠕
变强度在91的基础上得到进一步的提高。
SA-335P92(以下简称P92)钢是目前锅炉
由于SA-35P92正在被广泛地应用在锅炉
高温过热器集箱及主蒸汽管道所选用的材料。该的高温高压部件中,因此行业内对于该钢种的焊
钢种是在SA335P91钢的基础上,适当降低了Mo接工艺性进行了大量的试验研究。本文将从热处
元素的含量,同时加入了一定量的W,其基本成理方面研究热处理工艺对SA-33592钢焊接接
份为0.1%C-9%Cr-0.5%Mo-1.7%W,同时头力学性能的影响。
加入了V,Nb,N和B微合金化,经淬火、回火处
理后,显微组织为得到Mo和W固溶强化的回火1焊接和热处理工艺试验
马氏体,其基体含有回火析出的M2C6类金属碳1.1试验材料及试验方法
化物(Fe,Cr或Mo的碳化物)以及以MX形式存
试验用母材为SA-335P92,规格为559mm
收稿日期:2013-04-18
作者简介:孔祥旭,1995年半业于哈尔滨工业大学焊接工艺及设备专业,现从事质量监督与管理工作。
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第5期
孔祥旭等:热处理对SA-33592焊接接头力学性能的影响
102mm;焊接方法采用钨极氩弧焊+焊条电弧回火的热处理工艺,工艺参数如下。
焊的组合工艺,填充金属为钨极氤弧焊:TCS
1.3.1正火
12CRS,焊条电弧焊:CR-12S。共焊制了两付焊
接试件,一付试件焊后采用Ac1点以下的去应力
1055±15℃
退火工艺,试样编号为1#;一付试件采用Ac3点
保温
以上的正火加回火工艺,试样编号为2#。焊接接
1.5h
头的坡口形式如图1所示。
时间h
正火工艺曲线
图3正火工艺曲线
心共8
由于试验用管材的壁厚较大,在静止空气中的
冷却速度很难保证全截面得到完全的马氏体组织
因此在正火冷却时采用了强制风冷的冷却方式。
1.5-2.5
1.3.2回火
1焊接接头坡口形式
745±15
1.2焊接接头的爆接工艺参数
幽
为保证焊接过程中不出现冷裂纹,钨极氩弧
保温
焊的预热温度≥150℃,焊条电弧焊的预热温度
4 h
≥200℃。为了防止产生热裂纹,焊接过程中严
格控制层间温度小于300℃。为了焊缝及热影响
时间h
回火工艺曲线
区能够获得理想的冲击初性,焊接过程中还应严
格控制焊接热输人,采用焊条电弧焊时采取多层
图4回火工艺曲线
多道焊。具体的焊接工艺参数详见表1。
2试验结果
表1焊接工艺参数表
焊接材料规格焊接电流范焊接电压范围
热处理后按照《蒸汽锅炉安全技术监察规
焊接方法
程》的取样要求进行了力学性能试验
M-GTAW
2.4
90~120
2.1拉伸及弯曲试验结果
SMAW
由于试件厚度较大,采取将全厚度三等分进
140~160
23~27
行拉力试验,试验结果见如表2所示。
2.2硬度试验结果
焊后热处理
分别在焊缝、热影响区及母材部位进行硬度
对于SA-33592钢的焊接接头,通常情况试验,试验结果见表3所示
下焊后采用保温温度在Ae1点以下的去应力退火
表2拉伸及弯曲试验结果
工艺,在本试验中选用的去应力退火工艺如下。
试样编号
抗拉强度
侧弯180°
断裂位置
(Mpa)
d =48 mm
755+15℃
难
660,695,700
焊口外
合格
保温
焊口外
690,695.685
焊口上
≤3009℃
≤300℃空冷
合格
700,690,695
焊口上
去应力退火工艺曲线
时间h
表3硬度试验结果(HV1O)
图2去应力退火工艺曲线
母材
焊缝
HAZ
为了对比焊缝在Ae3点以上进行焊后热处理
1#198,205,200254,255,239265,241,235
与焊接退火后的力学性能,对接头采用了正火加
234,232,233232,231,230230,222,228