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、熱強性、抗硫腐蝕和抗氫腐蝕性能,在電站、核動力裝置、石油精煉設備、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備中獲得廣泛應用。隨著耐熱鋼的應用領域越來越廣泛,其配套焊材的需求量也日益增加。耐熱鋼焊縫需要具有優良的高溫強度、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耐熱氣保焊絲鋼進行了研究,通過連續冷卻轉變曲線和現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成分為(質量分數):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。

  經試驗發現,1000℃和950℃保溫、應變60%后在不同冷卻速率下(從0.1℃/s到0.8℃/s)得到的相轉變組織均為鐵素體+馬氏體的兩相組織。當變形溫度為950℃時,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,馬氏體尺寸減小。據此,將盤條軋制時的精軋溫度定為950℃。在這個軋制溫度下,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??紤]到現場生產效率,實際生產中將保溫罩全部關閉,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束溫度,即低于700℃,可使盤條在保溫罩中發生的鐵素體相變更加充分。盤條抗拉強度為770~830MPa,拉拔深加工時未發生斷絲。

  將所得的盤條拉拔制成直徑1.2mm焊絲后進行熔敷金屬試驗。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,保護氣體(體積分數)為80%Ar+(10%~20%)CO2,預熱及層間溫度控制在135~165℃,焊后立即進行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,熔敷金屬的各項力學性能均滿足AWSA5.28標準的各項要求,抗拉強度為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異。對熔敷金屬0℃和20℃沖擊斷口進行掃描電鏡觀察顯示,0℃沖擊斷口由部分纖維區和大部分放射區組成,放射區主要是解理斷口,有明顯的河流狀花樣,在解理區之間存在一些由韌窩組成的延性脊;20℃沖擊斷口纖維區(韌性斷裂)區域面積較大,呈典型的韌窩形貌。