热轧正火钢PPT课件

1、图5-1 斜坡口对接裂纹试验试样 标准规范：4，I=170A, V=24V, V=150mm/min 24h以上的时效后再作裂纹检查 表面裂纹率 根部裂纹率 断面裂纹率裂纹率20%，实际构件不发生第1页/共31页 （二）插销试验（二）插销试验 主要用来考核材料的主要用来考核材料的氢致延迟裂纹氢致延迟裂纹敏感性，也可敏感性，也可用于考核用于考核再热裂纹再热裂纹及及层状撕裂层状撕裂等的敏感性。等的敏感性。1试板；2支点；3加压；4油缸；5插销试样；6加载夹头7加载棒；8应变片；9载荷；10支柱；11导线缺口部位冷却至150时加载焊接规焊接规范统一范统一采用线采用线能量能量17 17 KJ/cmKJ

2、/cm。第2页/共31页t关系，测定关系，测定cr,cr越大材料抗裂性越好。越大材料抗裂性越好。目的：考察目的：考察延迟裂纹延迟裂纹、再热裂纹、层状撕裂敏感性、再热裂纹、层状撕裂敏感性 钢的淬硬倾向 H的含量和分布 接头的应力状态母材：钢的淬硬倾向板厚：调整c焊材：H缺口：接头应力集中，缺口在HAZ 轴向拉伸应力模拟实际接头的拘束度大小Z向加工试样，可测抗层状撕裂第3页/共31页（三）刚性固定对接裂纹试验：刚性固定对接裂纹试验：主测焊缝热裂，也测HAZHAZ冷裂 24h24h后检查焊缝横向或纵向裂纹后检查焊缝横向或纵向裂纹第4页/共31页 窗形拘束对接裂纹试验窗形拘束对接裂纹试验焊后数日进行X

3、光及磨片检查（纵向剖开检查横向裂纹）比较接近大型压力容器实际焊接条件，适于考察材料及工艺条件第5页/共31页（四）HAZHAZ最高硬度试验最高硬度试验 间接判断母材的淬硬倾向和冷裂敏感性图5-7 HAZ最高硬度试验 4焊条I取下限，V取上限；12h时效后检查HHmax,预热或后热第6页/共31页 （五）其它实验方法 碳当量法碳当量法 粗略估价低合金钢冷裂纹敏感性的方法 （焊接HAZ的淬硬及冷裂倾向与化学成分直接有关）IIW推荐（适于HT50-60级非调质高强钢） Ceq = C Mn/6 (Cr+Mo+V)/5 (Ni+Cu)/15 (%) 当Ceq0.45%,焊接厚度25mm的板可以不预热

4、Ceq0.41%且C0.207%,焊接厚度小于37mm的板可不预热。第7页/共31页 （五）其它实验方法 碳当量法碳当量法 美国焊接学会提出下式： Ceq = CMn/6 Si/24Ni/15Cr/5Mo/4 Cu/13P/2 (%) 日本工业标准JIS 和西欧标准WES 推荐公式（适于调质低合金钢） Ceq = CMn/6 Si/24Ni/40Cr/5Mo/4V/14 (%) HT50, Ceq=0.46%,不预热；不预热； HT60, Ceq=0.52%,预热75；HT70, Ceq=0.52%,预热100 ； HT80, Ceq=0.62%,预热150 C Ceqeq越小，焊接性越好越小

5、，焊接性越好第8页/共31页冷裂纹敏感指数冷裂纹敏感指数 日本的伊藤等人又提出了下列的数值方程公式： Pw = Pcm + H/60 + RF/4082Pc = Pcm + H/60 + h/600Pcm = CMn/20 Si/30Ni/60Cr/20 Mo/15V/10Cu/205B (%) 式中 w-考虑到拘束度的焊接裂纹敏感指数（）； cm-合金元素的冷裂敏感系数（）； -焊缝中扩散氢含量（ml100g）； F-焊缝拉伸拘束度（mmmm）； c-焊接裂纹敏感指数（）； -板厚（mm）T0=1440Pc-392 () 斜Y坡口对接第9页/共31页常见材料常见材料的焊接的焊接坡口形式、焊接

6、方法、焊接材料、焊缝的布置、坡口形式、焊接方法、焊接材料、焊缝的布置、焊接顺序、焊接工艺参数、焊接检验等。焊接顺序、焊接工艺参数、焊接检验等。 第10页/共31页三、合金三、合金结构钢结构钢的焊接的焊接（一）分类 第11页/共31页(二) 热轧及正火钢的焊接s：294343 N/mm2强化方式强化方式：主要固溶强化固溶强化：基本属于C-Mn系或Mn-Si系钢种，有时用V, Nb代替部分Mn，细化晶粒和沉淀强化。：C0.2%, Si 0.55%, Mn 1.5%：09MnV ，16Mn， 14MnNb， 15MnV通过置换或间隙固溶的异质原子以点状障碍物形式存在,称为固溶强化 第12页/共31页

7、(二) 热轧及正火钢的焊接正火钢正火钢s：343490 N/mm2强化方式强化方式：固溶强化固溶强化沉淀强化沉淀强化合合 金金 系系：在C-Mn和MnSi系基础上加入一些V, Nb,Ti,Mo等碳、氮化物生成元素。典典 型型 钢钢： 15MnTi，15MnVN，18MnMoNb第13页/共31页 裂纹 热轧钢：热轧钢：淬硬倾向比低碳钢要大。 但热轧钢碳含量较低，一般冷裂倾向都不大。 正火钢：正火钢：强度级别较高或板厚大的正火钢相对大些：降H H，预热，后热。一是裂纹问题；二是HAZ脆化问题第14页/共31页 含碳量都较低，而含Mn量都较高， Mn/S比都能达到要求，抗热裂性能好 仅发生于母材成

8、分不合格或存在严重偏析的情况。第15页/共31页 第16页/共31页第17页/共31页第18页/共31页ex. 09Mn2, b431 N/mm2, J42*: J422(E4303) 16Mn, b 490 N/mm2, J50*: J506(E5016), J507(E5015) 15MnV, b 529 N/mm2 15MnVN, b 588 N/mm2, J55*, J60*, J556, J557 18MnMoNb, b 637 N/mm2, J60*, J70*, J607, J707 第19页/共31页ex. 16Mn 不开坡口 HJ431+H08A，HJ130+H08Mn2A

9、开坡口 HJ431+H08Mnex. 角焊缝 焊材可降级选用 单层焊熔合比大，H08A+HJ431 多层焊焊接 H08Mn+HJ431 第20页/共31页 E：主要取决于过热区脆化过热区脆化和冷裂冷裂A. 含碳低的钢 09Mn2, 09MnNb, 16Mn (0.12-0.2%C)， E有很宽的选择区B. 16Mn C上限 冷裂倾向大，E选择大一些好C. 含沉淀强化元素的钢，选择E小一些好 Ex. 15MnVN, E47 KJ/cm, -20韧性合格 E40 KJ/cm, -40韧性合格D. 含碳量高，合金元素多淬硬性，E大点好 Ex. 18MnMoNb （但E不能太大）McmJacmKJEk

10、;/6 .71,/5 .18BcmJacmKJEk;/109,/3 .21第21页/共31页选择小E，既避免裂纹又防止晶粒过热 T0的确定：A. 与材料淬硬倾向有关 Ceq-10 T-10 不预热不预热T-10, TT-5 T-5 不预热不预热T-5, TT0 T0 不预热不预热T0, TT4040T T0 0=100-150=100-150T T0 0第22页/共31页选择小E，既避免裂纹又防止晶粒过热 T0的确定：A. 与材料淬硬倾向有关 B. 与c 有关C. 与R有关 （R=Eh/L) ex. 16Mn薄板不预热 ，厚板T0D. H HT0 选用低氢焊条T00TR第23页/共31页 热轧

11、、正火钢一般不用HTA. 电渣焊 焊后正火处理B. 正火钢 大E正火处理C. 受腐蚀容器，焊后消应力热处理 第24页/共31页第25页/共31页球罐炸裂失效分析球罐炸裂失效分析 时间：79年12月18日14时许 地点：吉林煤气公司液化气厂 一台直径9.2m、容积400m3的球罐突然爆裂，由裂缝喷出的液化石油气，遇明火爆炸燃烧，引起附近三个400m3球罐和一个50m3卧式储罐以及25m外仓库中的5000个民用液化气瓶先后爆炸起火。 大火燃烧19h，共烧掉液化气超过700t，烧毁机动车15辆以及罐区全部建筑，死亡33人，受伤53人。第26页/共31页现场调查和背景调查 102罐材质：15MnV, 15MnVR 内径：9.2m 设计压力：1.57 Mpa，经常处较低容量 壁厚：h=25mm 坡口：X型 液化石油气：丙烷、丁烷、杂质(NH3、CO、H2S) 环境温度：低 断口长度：13米，沿罐环焊缝B板一侧HAZ扩展5米。 主裂