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1、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 日山东建筑大学毕业论文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 31.4.1 15CrMo 的化学成分及性能 31.4.2 15CrMo 钢的焊接性分析41.4.3 15CrMo 钢的裂纹分析62 焊接试验 2.1 焊接方法122
2、.2 焊接材料132.3 焊前准备142.4 焊接工艺规范及试板焊接152.4.1 焊接工艺参数152.4.2 焊接注意事项152.4.3 焊接试验内容152.5 试验设备及材料152.5.1 试验设备152.5.2 试验材料和尺寸16山东建筑大学毕业论文II3 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193.3.1 显微硬度测试步骤193.3.2 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山东建筑大学毕业论文III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
3、加入少量的 W、Ti、Nb、B 等。其中元素 Cr 能形成致密的 Cr2O3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
4、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；焊条电弧焊；焊接工艺参数；预热温度山东建筑大学毕业论文IVInfluence of Alectrode Arc Welding on the Performance of15CrMo in HAZABSTRACT15CrMo steel is a Cr-Mo-based multi-low，medium-alloy pearlitic heat-resistant steel. Sometimes it needs adding a small amount of W, Ti, Nb, B and so onThe
5、 element Cr can form dense Cr2O3 oxide film；Mo, a weak 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 heat-resistant steel with good oxidation resistance and thermal strong, is widely used
6、 in the manufacture of oil pipelines and boilers, high 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 heat-resistant stee
7、l could break out various defects, such as hardening, cold 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 proce
8、ss parameters and then observe and test the performance 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 post-weld heat treatment properly can prevent the emerg
9、ence of various defects. Keywords： pearlite heat-resistant steel; 15CrMo steel; electrode arc welding; welding parameters; preheating temperature山东建筑大学毕业论文11 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
10、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
11、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、15CrMo、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
