用于Cr-Mo 耐熱鋼的焊絲盤條

  低合金耐熱鋼,最常用的是Cr-Mo以及Cr-Mo基多合金耐熱鋼。這些耐熱鋼具有很好的抗氧化性、熱強(qiáng)性、抗硫腐蝕和抗氫腐蝕性能,在電站、核動(dòng)力裝置、石油精煉設(shè)備、加氫裂化裝置、合成化工容器、宇航器械以及其他高溫加工設(shè)備中獲得廣泛應(yīng)用。隨著耐熱鋼的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛,其配套焊材的需求量也日益增加。耐熱鋼焊縫需要具有優(yōu)良的高溫強(qiáng)度、韌性和抗蠕變性,因此對其配套焊材也提出了較高的要求。江蘇省沙鋼鋼鐵研究院針對1.25Cr-0.5Mo耐熱氣保焊絲鋼進(jìn)行了研究,通過連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線和現(xiàn)場試制確定了盤條的軋制工藝,獲得了一種性能良好的低合金耐熱焊絲鋼盤條。

  該公司采用的焊絲鋼的化學(xué)成分為(質(zhì)量分?jǐn)?shù)):C0.10;Si0.56;Mn1.14;P0.015;S0.008;Cr1.30;Mo0.55;As0.0061;Sn0.0047;Sb0.0029;O0.0016;N0.0025;其余為Fe。

  經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),1000℃和950℃保溫、應(yīng)變60%后在不同冷卻速率下(從0.1℃/s到0.8℃/s)得到的相轉(zhuǎn)變組織均為鐵素體+馬氏體的兩相組織。當(dāng)變形溫度為950℃時(shí),隨著冷速增加,所獲組織中馬氏體含量和尺寸變化不明顯,硬度從182HV增加至202HV。變形溫度從1000℃降低到950℃時(shí),馬氏體尺寸減小。據(jù)此,將盤條軋制時(shí)的精軋溫度定為950℃。在這個(gè)軋制溫度下,所獲組織對冷速變化不敏感,這樣就可拓寬盤條軋制時(shí)冷卻的工藝窗口,有利于保證斯太爾摩冷卻線上盤卷邊部和中部組織的均勻性,便于盤條拉拔制絲。考慮到現(xiàn)場生產(chǎn)效率,實(shí)際生產(chǎn)中將保溫罩全部關(guān)閉,使盤條冷速控制在0.3℃/s~0.8℃/s。另外,將吐絲溫度控制在870~890℃,使盤條在進(jìn)入保溫罩之前溫度能略高于鐵素體相變起始溫度800℃;控制盤條出保溫罩的溫度低于鐵素體相變結(jié)束溫度,即低于700℃,可使盤條在保溫罩中發(fā)生的鐵素體相變更加充分。盤條抗拉強(qiáng)度為770~830MPa,拉拔深加工時(shí)未發(fā)生斷絲。

  將所得的盤條拉拔制成直徑1.2mm焊絲后進(jìn)行熔敷金屬試驗(yàn)。母材選用20mm厚的14Cr1MoR鋼板,坡口采用45°V形;焊接電流、電壓和速度分別為(300±30)A、(30±3)V和(33.0±6)cm/min,保護(hù)氣體(體積分?jǐn)?shù))為80%Ar+(10%~20%)CO2,預(yù)熱及層間溫度控制在135~165℃,焊后立即進(jìn)行620℃×1h的回火處理。熔敷金屬的組織主要為回火貝氏體,碳化物彌散分布在鐵素體基體上。

  對焊絲熔敷金屬性能的檢測表明,熔敷金屬的各項(xiàng)力學(xué)性能均滿足AWSA5.28標(biāo)準(zhǔn)的各項(xiàng)要求,抗拉強(qiáng)度為624MPa,伸長率為21.2%,0℃和20℃沖擊功分別為62J和122J,說明低溫沖擊韌性優(yōu)異。對熔敷金屬0℃和20℃沖擊斷口進(jìn)行掃描電鏡觀察顯示,0℃沖擊斷口由部分纖維區(qū)和大部分放射區(qū)組成,放射區(qū)主要是解理斷口,有明顯的河流狀花樣,在解理區(qū)之間存在一些由韌窩組成的延性脊;20℃沖擊斷口纖維區(qū)(韌性斷裂)區(qū)域面積較大,呈典型的韌窩形貌。