Cu对9％Cr耐热钢焊缝微观组织的影响.pdfVIP

维普资讯 焊管 ．第30卷第3期 ．20O7年5月 ●试验 与研 究 Cu对 9％Cr耐热钢焊缝微观组织的影响 曹爱国 ，舒建平 (1．岳阳工业技术学院，湖南 岳阳414000；2．湖南湘潭大学，湖南 湘潭411105) 摘 要：通过重热模拟和透射 电镜试验 ，研究了3种不同含 Cu量的9％Cr耐热钢焊缝金属的 微观组织结构。结果表明，Cu元素能抑制铁素体的形成，提高钢的强度和抗腐蚀性，强化焊缝 组 织。 关键词：Cu；9％Cr耐热钢 ；焊缝 ；微观组织 中图分类号：TG142．73 文献标志码：A 文章编号：1001—3938(2007)O3—0024一O3 现代化工业尤其是石油化工、火力发电及核 蚀敏感性高，在工程应用中存在材料焊接问题，而 电工业的高速发展对耐热钢材料的性能提出了更 且核工业中的射线会使奥氏体产生 “溶胀”现象， 高的要求，如更高的高温强度、高温疲劳强度及 良 可能使设备完全失效。此外，奥氏体型耐热钢中 好的塑性，同时还要具备更好的高温稳定性和工 含有大量昂贵的合金元素，经济性欠佳。所以，铁 艺性能 (如铸造、锻压、焊接等)。在耐热钢中，Cr 素体耐热钢在工业应用中更受青睐。 几乎是一种不可替代的元素，在绝大多数耐热钢 本研究所用的3种9％Cr耐热钢焊缝是由瑞 中都 占据了主要合金元素的地位 -2]，9％Cr耐 典ESAB公司制备，母材采用普通低碳钢。为了 热钢是其中应用最广泛的钢种之一，其研究和开 防止焊接时母材对焊缝的稀释，焊接前先在母材 发受到了许多学者的关注 -4j。然而，尽管9％ 坡 口堆焊一层焊缝金属，焊接时采用手工电弧多 cr耐热钢具有很好的高温强度性能，但cr含量 道焊，直流反接。焊缝的几何形状如图1所示。 偏高会导致组织中8铁素体的存在，这对于高温 下组织的强度尤其是冲击韧性极为不利。所以必 须在其中添加一定数量的合金元素以改善其性 能，这可通过观察重热的奥氏体转变曲线及微观 组织进行考察 j。笔者采用 Formastor—D全 自 割处 动热膨胀仪、光学显微镜和透射 电子显微镜研究 了Cu对9％Cr耐热钢焊缝金属微观组织的影响。 图1 焊缝几何形状示意图 1 焊缝的制备及成分 焊缝制备完成后，经化验所得 3种焊缝 (分 耐热钢按组织的不同可分为奥氏体型耐热钢 别用A，B，C标号)的主要合金成分如表 1所示。 和铁素体型耐热钢。前者虽然具有更好的蠕变强 采用具有上述合金元素成分的焊缝，研究 cu元 度、高温韧性、抗腐蚀和抗氧化性，但传热性差，热 素对CCT(ContinuousCoolingTransformation)曲线 膨胀系数高，容易产生热疲劳，晶间腐蚀和应力腐 和微观组织的影响。 表 1 焊缝的化学成分 ％ 标号 (C) (Si) (Mn) (P) (S) (cr) (Ni) (Mo) (W) (V) (Nb) (Cu) A 0．087 0．37 0．79 0．013 0．01 8．58 O．69 0．45 0．98 O．241 O．O91 O．21 B 0．087 0．34 0．76 0．013 0．01 8．5O 0．67 O．44 1．o0 0．233 0．088 0．51