珠光体耐热钢分汽缸的焊接工艺
12Cr1MoVG厚壁珠光体耐热钢管的焊接
表 １ 化学成分 （ 量分数 ） 质
Ｃ Ｓ ｉ Ｍｎ Ｃ ｒ Ｍｏ Ｖ Ｓ
（ ） ％
Ｐ
图 １ 坡 口形式和尺寸
（ ） 焊 接 材 料 选 择 按 照 Ｎ ／ ７ １－ ２ １ ３ Ｂ Ｔ ４０５ ０ ｌ
５ ｍ，壁厚 ６＝２ ｍ ａ ｒ ５ ｍ。用 机 械 方 法 加 工 ，应 严 格 控
制 根部 间 隙 和坡 口钝 边 尺 寸 ，以确 保 打 底 焊 缝 彻 底
熔透。
２ ．焊 接 性 分 析 １ Ｃ ｌ ＶＧ为低 合 金 耐 热 钢 ，是 在 Ｃ — ２ ｒＭｏ ｒ Ｍｏ合 金 的基础 上 ，加 入 Ｗ ＝０ １ ％ ～０ ３ ％ 的耐 热 钢 ，此 ．５ ．０ 类 钢 的 ｃ 含 量较 高 ，在 ５ ０～ ５ ￣ ｒ ０ ５ ０Ｃ时具 有 较 高 的热
氩弧 焊 （ Ｉ ＴＧ）打底 ，焊条 电弧 焊 （ ＭＡＷ） 填充 和 Ｓ
盖面 的焊接 工艺 方法 。
高度 重视 ，在 查 阅 了 大 量 书籍 资料 和借 鉴 兄 弟 单 位
施 焊 经 验 的 基 础 上 ，我 们 按 照 ＮＢ Ｔ ４ ０ ４ Ｏ １ ／ ７ ｌ ＿２ １ 《 承压 设备 焊接 工艺 评定 》 的 要求 ，进 行 了焊 接 工艺 评 定 ，编 制 了焊 接 工艺 规 程 （ Ｓ 和焊 接 作 业 指 ＷＰ ） 导书 （ ｗｗＩ ，对 管道 的焊接 施工 起 到 了较好 的指导 ）
３ ．焊 接 准 备 （ ）焊接 方 法 １ 在 蒸 汽管 道 的管 子 对 接 时 ，对
打底 焊缝 的 质 量 要 求 较 高 ，不 仅 要 求 焊 缝 熔 透 、背 面齐平 ，还 要 求 焊 缝 背 面 不 得 有 内 凹和 焊 瘤 现 象 ，
火力发电厂珠光体耐热钢的焊接
火力发电厂珠光体耐热钢的焊接摘要：随着现代科学技术的发展和应用要求的逐步提高，具有特殊性能的新型结构材料不断涌现，对焊接技术的要求也越来越高。
因此，材料的可焊性，特别是金属材料的可焊性越来越受到重视。
关键词：珠光体耐热钢;焊接;应用前言珠光体耐热钢在450-620℃下具有良好的蠕变强度和工艺性能，良好的导热性和低膨胀系数。
由于价格低廉，广泛应用于450~620℃范围内各种耐热结构材料的生产。
如电站锅炉钢管、高压容器、换热管等。
1珠光体耐热钢强化机理珠光体耐热的工业化生产过程较复杂，影响珠光体耐热组织和性能的因素也很多。
提高珠光体耐热强度主要有以下途径。
1.1增大拉拔时的总压缩率从理论上讲，只要增大钢丝冷拔时的总压缩率，就可以得到高强度的钢丝，但在实际操作中会受到多种因素的制约，难度很大。
例如珠光体耐热被冷拔到一定程度之后，断丝率就会很高，使生产无法正常进行，未断珠光体耐热的塑性和韧性也会逐渐下降，引发捻制时钢丝出现断丝。
1.2增大碳含量碳含量较大的过共析钢丝具有的层片状珠光体组织既具有较高的加工硬化率，拉拔变形后可获得更高的强度，同时具有良好的塑性，在大变形量的拉拔过程中不易断裂。
目前我公司已开发从碳质量分数为0.0072（72C）和0.0082（82C）的普通强度亚共析钢丝和高强共析钢丝提升到碳质量分数为0.0092（92C），0.0097（97C）和0.0102（102C）的超/特高强度过共析钢丝。
对于超/特高强度过共析钢丝，其强化机理有很多，如细晶强化、弥散强化、过剩相强化和固溶强化等。
（1）细晶强化。
当应变量较小时，珠光体钢丝屈服强度（σy）与晶粒直径（d）的关系满足Hall-Petch关系：σy＝σ0＋Kd-1/2式中，σ0和K是与材料有关的常数。
在晶粒细化阶段，细化晶粒可使晶界增加，位错运动受阻，缠结形成位错胞，且渗碳体片层的弯曲也会阻碍位错运动，材料的抗拉强度随着位错密度的增大而迅速提高，但由于晶粒细化，晶粒间易协调变形，使得塑性降低较小。
18 试述珠光体耐热钢的焊接工艺
18 试述珠光体耐热钢的焊接工艺。
高温下具有足够的强度和抗氧化性的钢称为耐热钢，以Cr、Mo为主要合金元素的低合金耐热钢，基体组织是珠光体（或珠光体+铁素体）称为珠光体耐热钢，常用钢号有15CrMo、12CrMoV、12Cr2MoWVTiB、14MnMov、18MnMoNb、13MnNiMoNb。
由于珠光体耐热钢中含有一定量的Cr、Mo和其它一些合金元素，所以热影响区会产生硬脆的马氏体组织，低温焊接或焊接刚性较大的结构时，易形成冷裂纹。
因此在焊接时应采取以下几项工艺措施：⑴预热预热是焊接珠光体耐热钢的重要工艺措施。
为了确保焊接质量，不论在定位焊或正式施焊过程中，焊件都应预热并保持为80～150℃用氩弧焊打底和CO2气体保护焊时，可以降低预热温度或不预热。
⑵焊后缓冷焊后应立即用石棉布覆盖焊缝及热影响区，使其缓慢冷却。
⑶焊后热处理焊后应立即进行高温回火，防止产生延迟裂纹、消除应力和改善组织。
焊后热处理温度应避免在350～500℃温度区间内进行，因珠光体耐热钢在该温度区间内有强烈的加火脆性现象。
几种常用珠光体耐热钢的焊后热处理温度见表11。
19 珠光体耐热钢焊接时，如何正确地选用焊接材料？总的原则是根据化学成分的要求，即熔敷金属的化学成分应与母材相当来选用焊接材料。
具体选用，见表12。
20 试述低碳调质钢的焊接性。
碳的质量分数不超过0.21%，加入适量的合金元素Si、Mn、Cr、Ni、Mo、Cu，经过奥氏体化-淬火-回火热处理的钢称为低碳调质钢，常用牌号有WCF60、62、HQ70A、B、15MnMoVN、15MnMoVNRE和14MnMoNbB等，其化学成分见表13。
低碳调质钢具有高的屈服点（490～980MPa）、良好的塑性、韧性、耐磨及耐腐蚀性。
低碳调质钢由于含碳量不高，虽含有一定量的合金元素，但焊接性较好，主要特点是：在焊接热影响区，特别是焊接热影响区的粗晶区有一定的冷裂倾向并有韧性下降的现象；在焊接热影响区受热时未完全奥氏体化的区域，以及受热时其最高温度低于Ac1、高于钢调质处理时的回火温度的那个区域有软化或脆化的倾向。
耐热钢的特性与焊接工艺
耐热钢的特性与焊接工艺耐热钢是指钢再高温条件下既具有热稳定性，又具有热强性的钢材。
热稳定性是指钢材在高温条件下能保持化学稳定性（耐腐蚀、不氧化）。
热强性是指钢材在高温条件下具有足够的强度。
其中耐热性能主要通过铬、钼、钒、钛、铌等合金元素来保证，因此在焊接材料的选择上应根据母材的合金元素含量来确定。
耐热钢在石油石化工业装置施工中应用较为广泛，我们能够经常接触到的多为合金含量较低的珠光体耐热钢，如15CrMo，1Cr5Mo等。
1铬钼耐热钢的焊接性铬和钼是珠光体耐热钢的主要合金元素，显著提高金属的高温强度和高温抗氧化性，但它们使金属的焊接性能变差，在焊缝和热影响区具有淬应倾向，焊后在空气中冷却易产生硬而脆的马氏体组织，不仅影响焊接接头的机械性能，而且产生很大的内应力，从而产生冷裂倾向。
因此耐热钢焊接时的主要问题是裂纹，而形成裂纹的三要素是：组织、应力和焊缝中的含氢量，因此制定合理的焊接工艺尤为重要。
2珠光体耐热钢焊接工艺2.1坡口坡口的加工通常用火焰或者等离子切割工艺，必要时切割也要预热，打磨干净后做PT检验，去除坡口上的裂纹。
通常选用V型坡口，坡口角度为60°，从防止裂纹的角度考虑，坡口角度大些有利，但是增加了焊接量，同时将坡口及内处两侧打磨干净，去除油污、铁锈及水份等污物（去氢、防止气孔）。
2.2组对要求不能强制组对，防止产生内应力，由于铬钼耐热钢裂纹倾向较大，故在焊接时焊缝的拘束度不能过大，以免造成过大的刚度，特别在厚板焊接时，妨碍焊缝自由收缩的拉筋、夹具和卡具等应尽量避免使用。
2.3焊接方法的选用目前，我们石油石化安装单位管线焊接常用的焊接方法是钨极氩弧焊打底，焊条电弧焊填充盖面，其它焊接方法还有熔化极惰性气体保护焊（MIG焊）、CO2气体保护焊、电渣焊和埋弧自动焊等。
2.4焊接材料的选择选配焊接材料的原则，焊缝金属的合金成分与强度性能基本上要与母材相应指标一致或者应达到产品技术条件提出的最低性能指标。
珠光体耐热钢的焊接
珠光体耐热钢的焊接珠光体耐热钢以Cr-Mo以及Cr-Mo基多元合金钢为主，加人合金元素Cr、Mo、 V，有时还加人少量W、Ti、Nb、B等，合金元素总的质量分数小于10%。
低、中合金珠光体耐热钢具有很好的抗氧化性和热强性，工作温度可高达仗旧℃，广泛用于制造蒸汽动力发电设备。
这类钢还具有良好的抗硫和氢腐蚀的能力，在石油、化工、电力和其他工业部门也得到了广泛的应用。
珠光体耐热钢Cr的质量分数一般为0.5~0.9%，Mo的质量分数一般为0.5%或1%。
随着Cr、Mo含量的增加，钢的抗氧化性、高温强度和抗硫化物腐蚀性能也都增加。
在Cr-Mo钢中加入少量的W、Ti、Nb、V等元素后，可进一步提高钢的热强性。
珠光体耐热钢的合金系基本上是：Cr-Mo、Cr-Mo-V、 Cr-Mo-W-V、 Cr-Mo-W-V-B、Cr-Ma-V-Ti-B等。
合金元素Cr能形成致密的氧化膜，提高钢的抗氧化性能。
当钢中碳含量小于1.5%时，随Cr的增加钢的蠕变强度也增加；大于1.5%后，钢的蠕变强度随含铬量的增加而降低。
Mo是耐热钢中的强化元素，形成碳化物的能力比Cr弱，Mo优先溶人固溶体，强化固溶体。
Mo的熔点高达2625 ℃，固溶后可提高钢的再结晶温度，有效地提高钢的高温强度和抗蠕变能力。
Mo可以减小钢材的热脆性，还可以提高钢材的抗腐蚀能力。
钢中的V能形成细小弥散的碳化物和氮化物，分布在晶内和晶界，阻碍碳化物聚集长大，提高蠕变强度。
V与C的亲和力比Cr和Mo大，可阻碍Cr和Mo形成碳化物，促进Cr和Mo的固溶强化作用。
钢中的V含量不宜过高，否则V的碳化物高温下会聚集长大，造成钢的热强性下降，或使钢材脆化。
钢中W的作用和Mo相似，能强化固溶体，提高再结晶温度，增加回火稳定性，提高蠕变强度。
钢中Nb 和Ti都是碳化物形成元素，可以析出细小弥散的金属间化合物，提高钢材的高温强度、抗晶间腐蚀能力和抗氧化能力，并可显著提高蠕变强度，改善钢的焊接性。
珠光体耐热钢的焊接
1）厚度不超过30mm的Mo钢和Mn-Mo钢可以在热轧状态供货或使用， 其他的耐热钢应以热处理状态供货。 2）热 处理的目的是使钢材获得所要求的组织、晶粒尺寸和力学性能。
耐热钢的强化途径
(1) 基体固溶强化 加入合金元素强化F基体，常用的Cr、Mo、W、Nb元素能显著提 高热强性。其中Mo、W的固溶强化作用最显著；Cr=1%的强化作用 已很显著，继续增加Cr的强化效果不显著，但可提高持久强度。 (2) 第二相沉淀强化 在F为基体的耐热钢中，强化相主要是合金碳化物（V4C3或VC、 NbC、TiC等）。沉淀强化作用可维持到0.7Tm（Tm为熔点），固溶 强化效果在0.6Tm以上显著减弱。但碳化物种类、形态及弥散度对热 强性影响很大。其中V4C3、NbC、TiC等最有效；Mo2C在温度低于 520℃时有沉淀强化作用；Cr7C3及Cr23C6在540℃左右已不稳定而易 于聚集。 (3) 晶界强化 加入微量元素（RE、B、Ti+B等）能吸附于晶界，延缓合金元素 沿晶界的扩散，从而强化晶界。
珠光体耐热钢的焊接
3.5 珠光体耐热钢的焊接
珠光体耐热钢以Cr-Mo以及Cr-Mo基多元合金钢为主， 加入合金元素Cr、Mo、V，有时还加入少量W、Ti、 Nb、B等，合金元素总的质量分数小于10%。 低、中合金珠光体耐热钢具有很好的抗氧化性和热强 性，工作温度可高达600℃，广泛用于制造蒸汽动力 发电设备。 这类钢还具有良好的抗硫和氢腐蚀的能力，在石油、 化工、电力等工业部门得到了广泛的应用。
组织性能特点
珠光体耐热钢的室温强度不太高，通常是在退火状态或正火+回 火状态供货，在正火+回火或淬火+回火状态下使用。 合金元素总量<2.5%时，钢组织为P+F；合金元素总量>3%时， 为B+F（即贝氏体耐热钢）。 这类钢在500~600℃具有良好的耐热性，工艺性能好，又比较 经济，是电力、石油、化工部门用于高温条件的主要结构材料， 如用于加氢、裂解氢和煤液化的高压容器等。 但这类钢在高温长期运行中会出现碳化物聚集长大等现象。
珠光体耐热钢的焊接
珠光体耐热钢的焊接作者：刘玉新来源：《中国科技博览》2013年第14期[摘要]本文简述了锅炉安装过程中及设备检修生产中珠光体耐热钢的性能和焊接特点，并介绍了锅炉安装过程中及设备检修生产中珠光体耐热钢焊接的实例。
[关键词]锅炉安装，珠光体耐热钢，焊接中图分类号：TD353.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）14-0182-011、珠光体耐热钢的性能概述锅炉设备中许多零部件都是在高温高压和腐蚀介质中长期工作，例如电站锅炉的过热器管子，外部是高温烟气，内部是高压蒸汽，管壁温约为630℃，在这样高的温度下长期使用，与金属在常温工作的情况很大的不同，它会造成刚材的组织发生变化，容易发生氧化和腐蚀。
同是，既使钢材所受的应力低于该材料在该温度下的屈服强度。
在这样的应力长期作用下，也会发生缓慢而连续的塑性变形，即所谓的“蠕变”现象。
另外，由于温度增高，很容易发生变形和破坏。
而珠光体耐热钢正是针对这种工况，在冶炼是有目的地加入Cr、Mo、V、W、B、Ti等元素，使材料具有很高的高温组织稳定性，热强性以及蠕变极限。
保证了材料在高温下工作时间的稳定性和安全性。
锅炉设备中的过热器蛇形管、集箱、主蒸汽系统的管道等部件常用的珠光体耐热钢材料有：12Cr1MoV、12CrMo、15CrMo等，这些钢材不仅具有良好的抗氧化性和热强性，还具有比较好的抗硫腐蚀和抗氧腐蚀的性能。
并且由于合金元素含量少，价格便宜，同时又具有良好工艺性能和物理性能，但其可焊性较差，因此，在焊接过程中要严格控制焊接材料的选择、预热和焊后热处理。
2、珠光体耐热钢的焊接工艺特点在锅炉的安装工程及设备检修工作中，有大量珠光体耐热钢的焊接工作，因此，针对珠光体耐热钢的特点及锅炉设备的工作条件，合理地选用焊接材料并制定出合适的焊接工艺对生产工作十分重要。
2.1 珠光体耐热钢的主要焊接性问题珠光体耐热钢焊接时的主要问题有近缝区的硬化和冷裂纹，热影响区的软化。
12CrMoVg珠光体耐热钢焊接工艺探讨
12CrMoVg珠光体耐热钢焊接工艺探讨作者：金星宇郑泉来源：《中国科技博览》2015年第31期[摘要]12Cr1MoVg是低合金高强度殊光体耐热钢，焊接性不好，针对其产生冷裂的原因，制定出与之相应的焊接工艺，如焊接材料的选择，预热温度的确定，焊后热处理方法和参数的制定，从而解决了12CrlMoVg的焊接。
[关键词]殊光体耐热钢焊接性冷裂纹中图分类号：TG405 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）31-0303-021.概述12Cr1MoVg是合金钢的一种材质。
主要用于低中压锅炉（工作压力一般不大于5.88Mpa，工作温度在450℃以下）的受热面焊件；用于高压锅炉（工作压力一般在9.8Mpa以上，工作温度在450℃～650℃之间）的受热面焊件；12Cr1MoV合金钢是在优质碳素结构钢的基础上，适当加入一种或数种合金元素，用来提高钢的力学性能、韧性和淬透性。
因为这种钢里面含Cr比较多，其耐高温、耐低温、耐腐蚀的性能是其他钢材比不上的，所以此合金钢在石油、化工、电力、锅炉等行业的用途比较广泛。
2 焊接性分析12CrlMoVg属于冷裂纹倾向较大的焊接材料，如何预防焊接裂纹，对焊接工艺参数，预热温度，焊后热处理温度，焊条烘干温度对裂纹倾向的影响是必要的。
2.1 12CrlMoVg钢是Cr—Mo系列低合金高强度珠光体耐热钢，钢中的Cr—Mo。
能使热强度获得显著提高。
2.2 按照国际焊接学会IIW推荐的碳当量CE，计算CE=0 .52% ，根据经验，当CE>0. 4%时，焊接接头淬硬倾向大，冷裂纹敏感性大，焊接性差，必须采用严格的工艺措施及较高的预热温度和焊后热处理。
3 影响冷裂纹的主要因素3.1 拘束应力应力是在焊接时造成的收缩力，受到周围构件的拘束，在焊接区产生拘束应力。
收缩时因受拘束作用产生的应力大部分集中在容易变形的焊接区，从而产生很大的拘束应力。
而拘束度和母材的厚度有关。