WB36钢焊接试验研究及应用.doc
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1、WB36钢焊接试验研究及应用WB36钢是含Nb微合金化的贝氏体Ni-Cu-Mo钢,是德国蒂森钢厂、曼内斯曼钢厂和日本住友金属株式会社生产的Ni-Cu-Mo型低合金钢,已作为合金钢被列入VdTUV法规。15NiCuMoNb5,在EN 10216-2标准中牌号为15NiCuMo-Nb5*6-4,该钢的特点是具有较高的强度,且具有良好的的焊接性能,室温抗拉强度可达610Mp以上,屈服强度大于等于440MPa,主要用于臂温500锅炉厚汽包、集箱、分离器管道、四大管道中的高压给水、再热冷锻的输放水系统。 WB36钢完全可以替代国产20G钢管及SA106B级别的ASME法规钢管,从而可以大大减少管子壁厚和
2、金属重量。 1 15NiCuMoNb5( WB36),以下简称WB36钢化学成分及机械性能 1.1 WB36钢标准化学成分及试验用钢板的化学成分,见表1。 1.2 组织形态 WB36的组织形态为贝氏体和铁素体组织,正火处理后的冷却速度决定了这两种组织的比例,冷却速度越快,贝氏体的含量越多。通常情况下,贝氏体含量为9597%。贝氏体含量的增加,能够增加材料的强度。 1.3 热处理工艺 正火温度:900980 回火温度:610640 通常使用的WB36钢为正火+回火热处理,当管道壁厚较大时,为了获得预计的组织和性能,热处理工艺为水淬火+回火。 1.4 WB36钢标准机械性能及试验用钢板的机械性能
3、WB36钢标准机械性能及试验用钢板的机械性能见表2。 2 WB36钢抗裂性试验 2.1 碳当量估算 根据有关资料介绍,当Ceq0.46%时, 说明该钢具有淬硬倾向,有产生冷裂纹的可能性。 国际焊接学会推荐的碳当量公式如下: 根据以上公式,试验用钢板碳当量Ceq=0.74(%),说明WB钢碳当量较高,在焊接过程中要采取一定的预热措施。 2.2 预热温度的理论计算 按照日本伊藤.别所提出的防止根部裂纹的临界预热温度: 式中,H焊缝金属扩散氢含量,按4ml/100g计算 t板厚,t=20mm 经初步计算,推断WB36钢的焊接预热温度应在170左右。 2.3 斜Y型坡口焊接裂纹试验 斜Y型坡口焊接裂纹
4、试验的试件形状尺寸及试件的制备按GB4675.1焊接性试验斜Y型坡口焊接裂纹试验方法中的规定,见图1。 2.3.1 试验条件 试板尺寸:2207526mm 试验焊条牌号及规格:J607 4.0mm 试验焊条烘干温度及时间:350/1h 焊接规范:160-170A 焊接速度:160mm/min 试板坡口装配时,利用塞尺保证控制根部间隙在2+0.05mm(标准间隙为20.2mm)。 裂纹试验试板焊后放置48小时后用着色探伤方法观察其表面裂纹,测量后计算出表面裂纹率,然后沿焊缝长度方向用锯床慢速,截取5个截面,经腐蚀后,在放大镜下观察其断面裂纹,测量后计算出断面裂纹率。 2.3.2 试验结果 表面裂
5、纹情况见图2,图3,图4和图5。试验结果见表3。 从斜Y型坡口焊接裂纹试验结果来看,WB36钢的预热温度为150时就可以有效地防止焊接裂纹的产生。 2.4 焊接热影响区最高硬度试验 焊接热影响区最高硬度试验的试件形状尺寸及试件的制备按GB4675.5的规定。 2.4.1 试验条件 试板尺寸:2007520mm(室温) 20015020mm(预热) 试验焊条牌号及规格:J607 4.0mm 试验焊条烘干温度及时间:350/1h 焊接规范:170A 焊接速度:15010mm/min 试验试板焊后放置48小时后,用带锯床慢速按规定截取硬度试样,经研磨腐蚀后,立即进行硬度测试。 2.4.2 试验结果
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