《耐热钢的焊接》由会员分享，可在线阅读，更多相关《耐热钢的焊接（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 耐热钢的焊接作 者： 系 别: 专 业： 焊接技术及自动化学 号: 指引教师： 年 5 月目 录内容摘要1一、耐热钢的类型和性能（一）耐热钢的类型2（二）耐热钢的性能2二、低、中合金耐热钢的焊接3(一)低、中合金耐热钢的成分与性能特点3(二)低、中合金耐热钢的焊接性（三)低、中合金耐热钢的焊接工艺要点4三、锅炉过热管、联箱和主汽管道焊接实例(以2Cr1V为例)6(一）12C1M钢焊接性分析（二)2rMo钢焊接工艺7四、结论9致 谢10参照文献11内容摘要在高温下工作,并具有一定强度和抗氧化、耐蚀能力的铁基合金称之为耐热钢。耐热钢广泛用于石油化工工业中的高温管线、反映塔和加热炉、热电站的锅炉和
2、汽轮机、汽车和船舶的内燃机、航空航天工业的喷气发动机、核能动力装置等高温装置。中国自1952年开始生产耐热钢。后来研制出某些新型的低合金热强刚，从而使珠光体热强刚的工作温度提高到0062,此外、还发展出某些新的低铬镍抗氧化钢种。本文简朴简介了耐热钢的种类,以及各类耐热钢的性能。重点对低、中合金耐热钢的成分和性能特点进行了分析,论述了这两种耐热钢的焊接性,在焊接过程中容易浮现的缺陷以及为避免这些焊接缺陷应注意的工艺要点。本文还举出12Cr1MoV钢在生产中的焊接实例，具体的才论述了耐热钢在实际焊接生产中应注意的问题核心词:耐热钢；焊接性;焊接工艺要点;2r1oV耐热钢的焊接耐热钢因其在高温下具有
3、较高的强度和良好的化学性能,而被广泛应用于锅炉、汽轮机、动力机械、工业炉的制造和航空、石油化工等工业部门中在高温下工作零部件。这些部件除规定高温强度和抗高温氧化腐蚀外，根据用途不同还规定有足够的韧性、良好的可加工性和焊接性，以及一定的组织稳定性。热电厂中的重要部件如蒸汽管线、汽包、水冷壁、锅炉等均采用耐热钢制造。众所周知，通过提高蒸汽的温度和压力来提高热效率是现代热电厂的发展方向。一、耐热钢的类型和性能 在高温下工作,并具有一定强度和抗氧化、耐蚀能力的铁基合金称之为耐热钢。耐热钢广泛用于石油化工工业中的高温管线、反映塔和加热炉、热电站的锅炉和汽轮机、汽车和船舶的内燃机、航空航天工业的喷气发动机
4、、核能动力装置等高温装置。(一)耐热钢的类型、按特性分类按特性不同,耐热钢可分为热稳定钢和热强钢。热稳定钢是在高温状态下具有抗氧化或耐气体介质腐蚀的一类钢,如常用的(C2Ni2、r25N0Si等）和高铬钢（C1、r25T等）;热强钢是指在高温状态下既具有抗氧化或耐气体介质腐蚀，又必须具有一定的高温强度的一类钢,重要有高铬镍钢（1CrNi9、4rN20等）以及多元合金化的以r1为基的马氏体不锈钢（1Cr12oW)等。2、按合金元素质量分数分类按合金元素质量分数不同,耐热钢可分为低合金耐热钢、中合金耐热钢和高合金耐热钢。（）低合金耐热钢 其合金系有o、Cr-Mo、o-、r-o-V、MnMo-V、n
5、 Ni M和rM-i-等； （）中合金耐热钢 其合金系有Cr-Mo、Cr-o-V、Cro-N和Cr-o-W-Nb等;(3)高合金耐热钢 其合金系有CrNi、CrNi-i、CrNi-M、r-N-b、Ni-Mo-Nb、Cr-N-M-Nb和Cr-N-等。3、按组织分类按组织的不同,耐热钢可分为珠光体耐热钢、马氏体耐热钢、铁素体耐热钢和奥氏体耐热钢。(二)耐热钢的性能.耐热钢的的性能耐热钢的的性能重要指高温化学稳定性和高温力学性能高温化学稳定性重要是指高温抗氧化性，有时还规定具有抗氢腐蚀性。高温力学性能重要指热强性。2 对耐热钢焊接接头性能的基本规定对耐热钢焊接接头性能的基本规定涉及等热强性、焊接接头
6、的抗氧化性、焊接接头组织的稳定性,以及焊接接头的物理均一性等。二、低、中合金耐热钢的焊接（一）低、中合金耐热钢的成分与性能特点低、中合金耐热钢是以Cr、M为重要合金元素的，铬的质量分数在0.51.5之间，钼的质量分数为0.5或1%，室温组织以珠光体为主,因此又称为珠光体耐热钢。珠光体耐热钢具有良好的抗氧化性和热强性,还具有一定的抗硫和氢腐蚀的能力，同步具有较好的冷热加工性能。重要应用于在60如下工作的动力、石油化工等工业设备中。按合金化方式可分为如下三类:1、M钢o钢是最早使用的低合金耐热钢，Mo的质量分数为0。Mo的重要作用是固溶强化，提高钢的热强性。目前应用很少。、Cro钢为了改善M钢的石
7、墨化问题,提高钢的组织稳定性，进而提高热强性,在Mo钢中加入一定量的C，Cr能使碳化物具有一定的热稳定性,制止石墨化。Cr-Mo钢的使用温度可以提高到550。3、多元复合合金化的低合金耐热钢除固溶强化外,钢中加入了V、i、等微量元素进行时效强化和晶界强化,进一步提高钢的热强性和高温组织的稳定性。其合金系统有Cr-o-V,Cr-o-W-,Cro-WB,CMo-VTi-等。表1常用低合金耐热钢的化学成分 (质量分数)钢号CMnSiCMoVW其她2CMo014070.20.400.70.455-12Cr5M0150.6506.0.50.-12r9M.150.0.1.0.010.0.91.1-2r1M
8、oV0.080.50.470.170370.91.2050.50.10.30-表 常用低合金耐热钢的力学性能钢牌号热解决状态抗拉强度b/MPa屈服点s/MPa伸长率/%冲击吸取功/J2CrMo090正火，680730回火(缓冷至30空冷)41224132CrMo900正火,4057回火80-101Cr9Mo9000空冷或油冷淬火73750空冷回火90735392271r1MoV1001020正火，70回火470552191CrMo1V980100正火或油淬7170回火7340165(二)低、中合金耐热钢的焊接性热影响区淬硬性及冷裂纹低合金耐热钢的重要合金元素是Cr和Mo，能明显提高钢的淬硬性。
9、如果在焊接时冷却速度过快，则在焊缝及热影响区形成对冷裂纹敏感的马氏体和上贝氏体等组织。消除应力裂纹倾向低合金耐热钢中的Cr、Mo、V、Nb、Ti等元素属于强碳化物元素，若构造拘束度较大，那么在消除应力解决或高温下长期使用时,在热影响区的粗晶区容易浮现消除应力裂纹。消除应力裂纹一般在500700敏感温度范畴内形成，并且出目前残存应力较高的部位,如接头咬边、未焊透等应力集中处,这些部位在加热过程中，残存应力释放,蠕变变形较大,更容易浮现裂纹。3.热影响区的软化低合金耐热钢焊接接头热影响区存在软化问题，其软化区的金相组织特性是铁素体加上少量碳化物，在粗视磨片上观测到一条明显的“白带”,其硬度明显下降
10、。软化区的存在对室温性能没有什么不利的影响,但在高温长期静载拉伸条件下，接头往往在软化区发生破坏。4回火脆性r-Mo耐热钢及焊接接头在550温度区间长期运营过程中发生脆变的现象称为回火脆性。焊缝金属回火脆化的敏感性比母材大,这是由于焊接材料中的杂质难以控制。(三)低、中合金耐热钢的焊接工艺要点1低合金耐热钢的焊接工艺低、中合金耐热钢一般在预热状态下焊接（定位焊同样需要预热),焊后大多要进行高温回火解决。多层焊时应保持道间温度不低于预热温度。焊接过程中尽量避免中断,不得以中断焊接时，应采用缓冷措施；重新施焊的焊件仍需预热,焊接完毕应将焊件保持在预热温度以上数小时,然后再缓慢冷却。（)焊接措施 常
11、采用的熔焊措施有焊条电弧焊、埋弧焊、钨极氩弧焊、熔化极气体保护焊和电渣焊，但常以焊条电弧焊为主，埋弧焊和气体保护焊的应用也越来越多。（)焊前准备焊前准备的内容重要涉及下料、坡口加工、热切割边沿和坡口面的清理以及焊接材料的预解决。一般的低合金耐热钢工件，可以采用多种热切割下料。为避免厚板热切割边沿的开裂,应采用下列工艺措施:对于所有厚度的2.5Cr-o、C-1Mo型钢和15m以上的.25r-0.o钢板,热切割前应将割口边沿预热10以上。对于15m如下的2.25Cr-钢板，热切割前应预热100以上。热切割边沿应作机械加工并用磁粉探伤检查与否存在表面裂纹。（)焊接材料选择焊接材料的选择原则是保证焊缝
12、金属的合金成分、强度性能与母材基本一致。若两者成分相差很大，则焊接接头在长期高温条件下工作时，会因成分不均匀而导致合金元素扩散，使焊接接头的高温性能不稳定；焊缝强度不能选得过高，以免使焊缝塑性变差，甚至产生冷裂纹。焊接材料中碳的质量分数应略低于母材,其wc.12,但不得低于.7，否则会导致焊缝金属的冲击韧度、热强性等减少。焊接材料在使用前应作合适的预解决。埋弧焊丝用光焊丝，表面要清理干净。镀铜焊丝应将表面积尘和污垢仔细清理。焊条和焊剂要妥善保管，在使用前，应严格按工艺规程的规定进行烘干。表列出了几种常用低合金耐钢的焊条和焊剂烘干温度。表3 常用耐热钢焊条和焊剂的烘干温度焊条与焊剂烘干温度/烘干
13、时间/h保持温度/型号牌号E503-A550B1E503-BR102202R0150508005-A1E5515B15515-BE6015-5515-B2-V0207R30R7R37304001212710表3 常用耐热钢焊条和焊剂的烘干温度(续）焊条与焊剂烘干温度/烘干时间/保持温度型号牌号E515B3-VWR473500011250H35,HJ50,J30404502312015J1,SJ01,J6030035031201（4)预热和焊后热解决低合金耐热钢预热温度范畴一般80150,局部预热时，必须保证预热宽度不小于焊件壁厚的倍,且不能少于1。对于低合金耐热钢来说,焊后热解决的目的不仅是消除焊接残存应力,更重要的是改善组织,提高接头的综合性能。低合金耐热钢焊后一般作高温回火解决,回火参数重要是加热温度和保温时间。回火温度的范畴在50760。.中合金耐热钢的焊接(1）焊接措施 应优先选择低氢的
