珠光体耐热钢的化学成分及焊接性
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 ，
珠光体耐热钢的主要特点与焊接工艺措施
珠光体耐热钢的主要特点与焊接工艺措施以铬——钼为基的低、中合金珠光体耐热钢（包括贝氏体钢），是电力、石油、化工等工业高温条件（600℃以下）工作的重要金属材料，广泛地使用于235~550℃温度范围，不仅有很好的抗氧化性（又称热稳定性）和热强性（又称高温强度），还有比较好的耐硫腐蚀和耐氢腐蚀的性能。
这种钢的合金元素相对较少，价格便宜;同时还具有良好的冷、热加工工艺性能，为其它耐热材料所不及。
一、珠光体耐热钢的主要耐热特点。
1、高温强度高。
衡量耐热钢高温强度的指标是蠕变强度和持久强度。
影响耐热钢高温强度的主要因素是它的成分。
钼本身的熔点很高，因而能显著提高金属的高温强度，所以，珠光体耐热钢都含钼。
铬钼钢中加入钒，组成铬钼钒钢。
加入钒后，能强烈地形成碳化钒。
碳化钒呈弥散状分布，阻碍高温时金属组织的塑性变形。
另外，由于碳与钒化合，保证了钼能全部进入固溶体中。
钒的这两个作用都能提高高温强度。
加入少量的钨、铝、硼等元素，其目的也是为了提高高温强度。
2、高温抗氧化性强。
加入铬，在金属表面形成致密的氧化铬保护膜，从而防止内部金属受到氧化。
铬除了能提高钢材的高温抗氧化性以外，还可以提高钢材高温耐腐蚀性。
碳对耐热钢的高温抗氧化性极为不利，所以，铬钼耐热钢中的含碳量一般低于%。
二、珠光体耐热钢的主要焊接弱点及防止措施。
珠光体耐热钢焊接时，在焊接区存在着易产生冷裂纹、热裂纹和再热裂纹的可能，焊接接头韧性低，长期使用后的回火脆性、蠕变脆性、氢脆性和应力腐蚀裂纹等问题。
— 1/3 —— 1/3 —1、焊接接头易产生冷裂纹——焊接接头冷却到室温后产生的裂纹。
珠光体耐热钢，由于含有铬、钼、钒等元素，加热后在空气中冷却时，具有明显的淬火倾向，焊接时在焊缝和热影响区，很容易出现硬而脆的马氏体组织。
这不仅影响焊接接头的机械性能，而且产生很大的内应力，常常导致焊缝的热影响区产生冷裂纹，这是珠光体耐热钢最常见的焊接缺陷之一。
（1）焊缝及热影响区硬度倾向与下列因素有关：]。
ZG15Cr2Mo1热补焊技术及中频感应热处理技术的应用
ZG15Cr2Mo1热补焊技术及中频感应热处理技术的应用摘要：某电厂一个工作温度538℃、压力3.5MPa的ZG15Cr2Mo1中压主汽门在检修过程中发现一长200mm，深89mm裂纹，阀体厚度约90mm,属于全贯穿裂纹。
通过对ZG15Cr2Mo1钢的焊接性进行分析，结合电厂检修实际条件以及中压主汽门运行条件；通过分析ZG15Cr2Mo1是一种综合性能较好的珠光体类耐热钢，该钢铸造性能相对较差，尤其容易出现热裂纹，危害性较大。
因此最终采用同材质热补焊的工艺方法；通过对热处理方式以及实施可行性进行分析，最终采用中频感应热处理进行局部加热；最终成功对某电厂中压主汽门阀体进行修复，修复完毕后金属检验合格。
目前已投入运行。
关键词：ZG15Cr2Mo1；热补焊；局部中频感应热处理；铸件ZG15Cr2Mo1 hot repair welding technology and medium frequency inductionApplication of heat treatment technologyWEI chunsheng（Hebei Datang international Zhangjiakou Thermoelectric Co.LTD,Zhangjiakou,075000，China）Abstract：A crack with length of 200 mm and depth of 89 mm wasfound in a ZG15Cr2Mo1 medium pressure main steam valve with working temperature of 538 ℃ and pressure of 3.5 MPa in a power plant. The thickness of the valve body is about 90 mm, which is a full through crack. Through the analysis of the weldability of ZG15Cr2Mo1 steel, combined with the actual maintenance conditions of power plant and the operation conditions of medium pressure main steam valve, ZG15Cr2Mo1is a kind of Pearlite Heat-resistant Steel with good comprehensiveperformance, which has relatively poor casting performance, especially prone to hot cracks and great harm. Therefore, the final use of the same material hot repair welding process; through the analysis of the heat treatment method and implementation feasibility, the final use of medium frequency induction heat treatment for local heating; the final success of a power plant medium pressure main steam valve body repair, repair after metal inspection qualified. At present, it has been put into operation.Key words：ZG15Cr2Mo1； repair welding；local intermediate frequency induction heat treatment；the casting;1 中压主汽门缺陷简述国内某300MW两缸两排汽、单抽供热凝汽式汽轮机，其汽轮机中压主汽门采用ZG15Cr2Mo1铸造，工作温度538℃，压力3.5MPa。
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。
合金钢12Cr1MoV厚壁管道焊缝裂纹的防止
合金钢12Cr1MoV厚壁管道焊缝裂纹的防止摘要：合金钢12Cr1MoV的化学成分，是在Cr-1Mo合金的基础上，加入质量分数在0.15〜0.3%钒的耐热钢，这种钢具有较强抗氧化性和耐热性，其工作温度可高达580 C,在化工、石油、电力行业中使用非常广泛。
12Cr1MoV 钢属于珠光体耐热钢，由于含碳量及合金元素较多，使塑性、韧性降低，焊接性变差，焊件焊接后极易出现裂纹。
2010 年我公司承建的河南永城龙宇煤化工项目220 吨锅炉工程，热电车间的高压蒸汽管道采用的是12Cr1MoV合金钢材质，管径为$ 426mm厚度为S =36mm的厚壁管道，其施工中的难点就在于如何在焊接过程及热处理上对焊缝裂纹的有效防止。
关键词：合金钢12Cr1MoV 厚壁管道焊接裂纹防止1 常见焊缝裂纹成因分析12Cr1MoV钢属于低合金钢耐热钢，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。
冷裂纹多出现在焊道与母材熔合线附近的热影响区中，多为穿晶裂纹。
冷裂纹具有延迟性质，故又叫做延迟裂纹。
冷裂纹产生的原因如下：焊接接头（焊缝和热影响区及熔合区）的淬火倾向严重，产生淬火组织，导致接头性能脆化；焊接接头含氢量较高，并聚集在焊接缺陷处形成大量氢分子，造成非常大的局部压力，使接头脆化，由于氢的扩散需要时间，所以由氢所致的裂纹在焊后需延迟一段时间才会出现；在多层焊时，焊缝应变集中的情况下，由于拉伸应变超过了金属塑性变形能力而产生。
防止这类裂纹的措施包括：合理的预热和后热；降低焊缝中的氢含量；减小拘束应力，避免应力集中。
而在焊接过程中产生的热裂纹，多产生在焊缝熔合线附近的母材中，有时也产生于多层焊的先施焊的焊道内。
其形成原因：由于在焊接热的作用下，焊缝熔合线外侧金属内产生沿晶界的局部熔化，以及在随后冷却收缩时引起的沿晶界液化层开裂。
15CrMoR珠光体耐热钢焊接
Ｔ Ｃ） ｌ ａＰ － ９ （ ＝ａＯ￣ ３６ Ｃ
供货状态 ： 正火＋ 回火
１ １ＣＭｏ 的冷 裂 倾 向分 析 ． ５ｒ Ｒ ２
１ ＣＭｏ ５ ｒ Ｒ是以 Ｃ ． 为基的低 合金耐热钢 ， ｒＭｏ － 一般都在热 处理状态下焊接 ， 中加入 的 Ｃ 、 等元素一方面增加 了钢 钢 ｒＭｏ 中碳化 物的形成能力 ， 一方 面增加 了钢 的淬硬性 ， 成焊接 造
有一定 的抗氢腐蚀能力 ， 在石油化工等行业 中的应用 日趋 广 泛 。但由于钢 中含有较高含量 的 Ｃ 、 ｒＣ和其它合金元素 ， 钢材
的淬硬倾 向较 明显 ， 焊接性差 ， 其主要 问题是 热影 响区硬化 ， 冷裂纹及焊后热处 理时产生再热裂纹。我 厂重油催化改造中 油气大管部分选用 １ ＣＭｏ ５ ｒ Ｒ钢 ， 规格 ｑ７ ０ １ｍ 现对该钢 ｂ ２ｘ ２ ｍ。 种 的可焊性 、 工艺参数及其热处理进行分析 、 设定 ， 以为其实 际施工做理论支持。
含 量 ％ Ｏ１ ．８ Ｏ３ ．２ ０６ ．２ ０ ２ ００ ９ ．１ ０ ．１ ０８ ０ ．０ ０５ ０ ．０
由于 １ＣＭｏ ５ ｒ Ｒ存 在一 定 的冷裂 纹 和再热
机 械性 能 ：ｒ ４ ５ ａ （＝ ５ Ｍ ａ ￣＝ １ＭＰ ，ｂ５ ０ Ｐ ， ｒ
裂纹倾 向 ， 以在工艺上采取 一定 的预热 ， 对其起 到好 的 所 将
接头的冷裂 敏感性增大。按 目前应用较多 的碳 当量计算公式
可计算 出 １ＣＭｏ ５ ｒ Ｒ钢的碳当量 。
ＰＰ＋ ＋ ｃ５ ＝Ｍ０
式中 ： 冷裂纹敏感 指数
＝
ｃｃ ＋ ＋± （ ＋ 鱼警 ％ ＝ ）
浅谈15CrMoR的焊接性
浅谈15CrMoR的焊接性徐强【摘要】随着工程焊接技术的迅速发展,15CrMoR在石油化工、特种设备、动力等行业和部门得到广泛应用.主要分析和总结15CrMoR材料的焊接性、焊接工艺及焊接质量控制的经验做法.【期刊名称】《承德石油高等专科学校学报》【年(卷),期】2013(015)001【总页数】3页(P29-31)【关键词】15CrMoR;焊接性;焊接工艺;质量控制【作者】徐强【作者单位】石家庄市化炭技术服务中心,河北石家庄050100【正文语种】中文【中图分类】TG44随着工程焊接技术的迅速发展，15CrMoR材料由于有良好的耐热性，工艺性能好，又比较经济，成为了动力、石油化工部门的主要结构材料之一。
15CrMoR属珠光体耐热钢，焊接时易产生冷裂纹、再热裂纹和回火脆性。
本文从材质特性和焊接性进行分析，通过正确选用焊接材料和制定合理的焊接工艺及焊缝的质量检测，确保焊接结构的质量，以满足设计及规范的要求。
1 15CrMoR钢的特性及焊接性分析1.1 15CrMoR钢的特性15CrMoR是低合金高强度耐热钢，其组织为珠光体+铁素体，属珠光体耐热钢。
在高温情况下有很好的抗氧化和热强性、抗硫腐蚀和抗氢蚀性能，同时具有良好的工艺性能和物理性能。
通常以正火+回火供货。
15CrMoR钢板的化学成分及力学性能见表1和表2［1－3］。
1.2 15CrMoR焊接性分析1.2.1 淬硬性珠光体耐热钢中的主要元素铬和钼，延迟了钢在冷却过程中的转变，提高了过冷奥氏体的稳定性，因而显著提高了钢的淬硬性，冷却时得到较多的马氏体，产生淬硬组织。
在焊接应力和拘束应力的作用下，容易产生淬硬裂纹。
表1 钢板的化学成分%成分C C P熔炼分析 0.12 ～0.17 1.00 ～1.45 0.45 ～0.50 0.45 ～0.70 0.15 ～0.40 ≤0.030 ≤0.030产品分析 0.11 ～0.17 1.00 ～1.50 0.45 ～0.55 0.44 ～0.65 0.20 ～0.35 ≤0.030 ≤0.030表2 钢板的机械性能注:D—弯棍直径;a—试样厚度抗拉强度σb/MPa 屈服强度σb/MPa 延伸率δ5/% 室温夏比(V形缺口)冲击功/J 弯曲试验180°450～590≥275 ≥18 ≥30(3个试样平均值)≥21(其中一个试样的最低值)无裂纹D=2.0a 1.2.2 再热裂纹由于钢中含有Cr、Mo元素，再热裂纹敏感温度区间为500℃ ～700℃，在焊后热处理或长期的高温工作中，热影响区熔合线附近的粗晶区会出现这种裂纹。
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。
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珠光体耐热钢的化学成分和合金的组织，是为满足常温力学性能和保证高温性能而设计的。
高温，金属容易氧化和腐蚀，而长期受应力作用的同时还会发生“蠕变”。
因此为提高钢的抗氧化性，通常加入Cr、Al、Si元素，从而可在钢的表面形成稳定致密的保护性氧化膜Cr2O3、Al2O3等，以防止氧对铁的继续氧化。
为提高钢的热强性，加入Cr、Mo、W等元素可使铁素体基本固溶强化；加入V、Nb、Ti强碳化物形成元素，以形成合金碳化物（如V4C3、VC、NbC、TiC）沉淀强化；加入微量元素RE 和B等起净化并填充晶界的作用，并可阻碍晶界的扩散变形，使晶界强化。
珠光体耐热钢由于加入多量合金元素以提高热稳和热强性，因此也增大了钢的淬透性，近缝区（熔合线附近）存在淬硬脆化和延迟纹倾向，尤其含V钢在焊后热处理或高温长期工作中还会产生再热裂纹。
热影响区中加热温度处于ACl附近的区域还将发生回火软化，而可能成为蠕变断裂的起源。
某些耐热钢基体金属及焊接接头，当存在一定量的杂质元素（如钢中残余的P、As、Sb、Sn和焊缝金属中的O、Si、P等）时，还具有明显的回火脆性，使其在350~500℃的温度区间长期运行过程中发生剧烈脆变，导致失效或断裂。
为保证焊缝性能与母材相匹配具有热强性，焊缝成分应力求与母材相近。
为防止焊缝热裂段向，其含碳量应比基体金属低（但不低于0.07%），其他合金元素含量尽可能与母材相近，以获得相同的热物理性能和力学性能。
为消除近缝区的淬硬现象，应根据钢的成分及其结构尺寸，选择适当的预热温度和焊后热处理温度。
同时为控制软化区的软化程度，尽可能选择低的预热温度和偏小的线能量。
为防止回火脆性，应降低焊缝金属中的O、Si、P含量，这是最有效的措施。
（注：本资料素材和资料部分来自网络，仅供参考。
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