耐热钢的焊接性

1、耐热钢的焊接性09034224耐热钢的分类 按合金元素分类： 低合金耐热钢 合金含量5%以下。 中合金耐热钢 合金含量6%12%。 高合金耐热钢 合金含量大于13%。2.按供货状态分： 珠光体耐热钢 合金含量2.5%以下。 贝氏体耐热钢 合金含量3%5%和合金含量6%10%正火回火处理。 马氏体耐热钢 合金含量1012%。 奥氏体耐热钢 合金含量13%以上。下面主要讨论珠光体耐热钢的性能特点合金元素的作用(1)碳由于碳化物的形成，碳在热裂纹中有着重要的作用。在碳由于碳化物的形成，碳在热裂纹中有着重要的作用。在Cr-Mo钢中，当含碳量由钢中，当含碳量由0.05%增至增至0.20%时，裂纹倾向明显

2、增加。在含时，裂纹倾向明显增加。在含V量高的钢种中，碳的影响更大。量高的钢种中，碳的影响更大。(2)铬铬Cr的影响是两个方面的。当钢中的含的影响是两个方面的。当钢中的含Cr量量1.5%时，随时，随着含着含Cr量的增加，裂纹倾向增大；当含量的增加，裂纹倾向增大；当含Cr量量2.0%时，随含时，随含Cr量的量的增加，裂纹倾向逐渐减小。当然，增加，裂纹倾向逐渐减小。当然，Cr对再热裂纹的影响在很大程度上对再热裂纹的影响在很大程度上还取决于钢种中还取决于钢种中Mo与与V的含量。的含量。(3)钼钼Mo能够降低蠕变塑性，增加裂纹。其作用是通过对相变能够降低蠕变塑性，增加裂纹。其作用是通过对相变特性的影响及

3、碳化钼的析出而实现的。模拟热循环试样缺口应力试验，特性的影响及碳化钼的析出而实现的。模拟热循环试样缺口应力试验，当当Mo的含量为的含量为0.21%时，时，627断裂的时间为断裂的时间为1300min，而，而Mo的含的含量为量为0.54%时，断裂时间降为时，断裂时间降为2min，说明，说明Mo含量的增加，提高了钢含量的增加，提高了钢的再热裂纹的敏感性。的再热裂纹的敏感性。(4)钒钒V通常与通常与Cr、Mo等元素同时加入，在同时含有其它元素等元素同时加入，在同时含有其它元素时，增加时，增加V是极其有害的。是极其有害的。V含量为含量为0.73%，钢材应力，钢材应力断裂塑性最低。断裂塑性最低。当当V含

4、量含量0.15%时，随其含量的增加裂纹率明显增大。如时，随其含量的增加裂纹率明显增大。如V含量由含量由0增至增至0.08%时，时，Y型坡口拘束试样的裂纹率由型坡口拘束试样的裂纹率由0增至增至95%。V的影响主的影响主要是形成要是形成V4C3的析出，使应力松驰率下降。的析出，使应力松驰率下降。珠光体耐热钢的成分及性能成分：以成分：以Cr-MoCr-Mo钢为基，通常加入少量钢为基，通常加入少量V V、W W、NbNb、TiTi性能：很好的抗氧化性和热强性，工作温度性能：很好的抗氧化性和热强性，工作温度可高达可高达600600应用：广泛用于制造蒸汽动力发电设备。应用：广泛用于制造蒸汽动力发电设备。提

5、高热强性方法：a.基体固溶强化。b.第二相沉淀强化。C.晶界强化。珠光体耐热钢焊接性分析（1）焊接特点 珠光体耐热钢属于低合金钢，主要合金元素是铬、钼，还含有少量钨、钒、铌等元素，加热后在空气中冷却具有明显的淬硬倾向，焊接时在焊缝及热影响区易产生硬脆的马氏体组织，这不仅影响焊接接头的力学性能，还会产生很大的内应力，常导致焊缝和热影响区出现冷裂纹。硬化倾向还与下列因素有关：钢中合金元素含量，构件厚度、刚性及焊件拘束度等。焊接时预热是防止冷裂纹的有效措施，焊件未预热或预热温度太低，工件冷却速度加快都会加重焊缝及热影响区硬化。合金元素对裂纹敏感性的影响消除裂纹措施l采用高温塑性高于母材的焊接材料l将

6、预热温度提高到250以上，层间温度控制在300左右。l采用小热输入焊接工艺减小焊接区宽度，细化晶粒。l选用合适的热处理制度，避免敏感温度区间停留较长时间。回火脆性Cr-Mo耐热钢及其焊接接头在350-500温度区间长期运行过程中发生脆变的现象称为回火脆性。产生回火脆性的原因：由于在回火脆化温度范围内长期加热后，P，As，Mn，Si等杂质元素在奥氏体晶界偏析引起晶界脆化。防治措施:严格控制有害元素含量如下图：珠光体耐热钢焊接工艺特点焊接方法：手弧焊为主，埋弧焊、电渣焊、窄间隙焊也在应用 。材料选用： 如图表所示工艺特点： 焊接过程中，应保持焊件温度不低于预热温度（包括多层焊时的层间温度）。焊接过程中尽量避免中断，不得已中断时，应保证焊件缓慢冷却，重新施焊前仍需预热。 焊件厚度较大时，可采用短道焊,使被焊的这一段焊缝在较短时间内重复加热，目的是为了使焊缝及热影响区缓慢冷却。 焊缝正面的余高不宜太高。 保持在自由状态下焊接。由于铬钼耐热钢裂纹倾向比较大，故在焊接时应严格遵守焊接程序，收缩量大的焊缝先焊，尽量减少拘束度。 焊后缓冷。焊后缓冷是必须遵守原则，一般是焊后立即用石板布等保温材料覆盖在焊缝及近缝区，覆盖务必严实，确保缓冷。 焊后热处理（见表）, 防止延迟裂纹，消除应力，改善组织。对于厚壁容器及管道，焊后常进行高温