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《堆焊層化學(xué)成分對(duì)9crmov鋼熔敷金屬性能影響的研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、堆焊層化學(xué)成分對(duì)9CrMoV鋼熔敷金屬性能影響的研究摘要:采用1crmo堆焊材料對(duì)9crmov~5-了埋弧焊堆焊試驗(yàn),優(yōu)化了堆焊工藝參數(shù)。針對(duì)不同堆焊層進(jìn)行了化學(xué)成分分析,并研究了堆焊層化學(xué)成分對(duì)熔敷金屬力學(xué)性能和金相組織的影響。結(jié)果表明:距離母材越遠(yuǎn),母材對(duì)熔敷金屬的稀釋率越小.堆焊層合金元素含量越少,塑韌性越好;母材與堆焊層結(jié)合性能良好,沒有產(chǎn)生界面分離現(xiàn)象。上述研究成果可為超超臨界汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸頸堆焊技術(shù)提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。關(guān)鍵詞:堆焊;化學(xué)成分;超超臨界汽輪機(jī);轉(zhuǎn)子軸頸中圖分類號(hào):455文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:b為了滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展對(duì)電力的需求,趕超發(fā)達(dá)國(guó)家電站設(shè)備
2、制造技術(shù)的先進(jìn)水平,超超臨界汽輪機(jī)組研制正向著大容量、高參數(shù)、高效率、低資源消耗、環(huán)保型方向發(fā)展c1,2]。超超臨界汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子在高溫、高壓條件下高速旋轉(zhuǎn),防止汽輪機(jī)轉(zhuǎn)軸和軸瓦在高速旋轉(zhuǎn)過程中發(fā)生黏滯、咬合,是保證汽輪機(jī)正常運(yùn)行的技術(shù)關(guān)鍵。本論文通過對(duì)9crmov鋼進(jìn)行堆焊試驗(yàn),研究了堆焊層化學(xué)成分對(duì)焊縫組織和性能的影響。l試驗(yàn)過程采用埋弧焊方法對(duì)9crmov鋼進(jìn)行多層多道堆焊試驗(yàn).焊材為1crmo,母材及焊材的主要化學(xué)成分見表1。表1母材及焊材主要化學(xué)成分化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(%)材料ccrvmo9crmov0、181crmon03通過多次焊接工藝評(píng)定,最終確定了合理
3、的焊接工藝參數(shù)為:預(yù)熱溫度180,焊接電流400,電弧電壓23v,焊接速度300mm/min,送絲速度450mm/min。在焊接過程中道間溫度控制在300℃以內(nèi),并對(duì)焊后的試樣進(jìn)行焊后熱處理。
zchnoloyvol-36·試驗(yàn)與研究·25從圖中可以看出。隨著堆焊層數(shù)的增加,(c)是逐漸降低的,由化學(xué)成分計(jì)算的(c)相應(yīng)降低,采用的碳當(dāng)量公式為:w(c)(%)=c+mn/6+si/24+ni/60+crl,5+mo/4+v/14,(1)從圖2b的(cr)變化曲線可以看出,w(cr)隨著堆焊層數(shù)的增加顯著降低,w(v)也是降低的。由于c,cr,v等主要化學(xué)成分的降低,使
4、w(c)降低,使得堆焊層硬度降低,防止了堆焊層裂紋的產(chǎn)生。堆焊層硬度試驗(yàn)分析對(duì)堆焊層進(jìn)行硬度分析,其布氏硬度分布曲線如圖3所示?？梢?從母材到堆焊層,其硬度逐漸降低。硬度降低的主要原因是堆焊材料中c,cr等合金元素的含量比母材的低,靠近母材的堆焊層稀釋率高。隨著堆焊層的增加,母材對(duì)熔敷金屬的稀釋率逐漸降低,使得堆焊金屬硬度降低。距母材表面的距離/mm圖3堆焊層硬度分布曲線圖4為堆焊層顯微硬度分布圖,由圖可見,由于熔敷金屬合金元素含量降低,使堆焊層的顯微硬度比母材的顯著降低。熱影響區(qū)的顯微硬度高于母材,這是由于堆焊時(shí),熱影響區(qū)冷卻速度較快。形成的淬火組織引起熱影響區(qū)的硬
5、化。測(cè)試點(diǎn)距離/rm圈4堆焊層顯微硬度分布圖堆焊層力學(xué)性能拉伸試驗(yàn)表2為母材和堆焊層金屬的拉伸試驗(yàn)結(jié)果。由結(jié)果可見,母材的抗拉強(qiáng)度大大高于堆焊層的,但母材的伸長(zhǎng)率僅有%;而堆焊層金屬雖然強(qiáng)度降低,但是塑韌性非常好,伸長(zhǎng)率達(dá)到了%。裹2拉伸試驗(yàn)結(jié)果l屈服強(qiáng)度mp抗拉強(qiáng)度~~mp伸長(zhǎng)(%)收縮率(%)備注f母材f40854930-3堆焊層沖擊試驗(yàn)表3為對(duì)母材[]及堆焊層金屬的沖擊試驗(yàn)結(jié)果。由此可見,堆焊層金屬的沖擊韌性比母材的顯著提高,距母材越遠(yuǎn)的堆焊金屬,其沖擊韌性越好,這與母材對(duì)堆焊層的稀釋率有關(guān)。距母材越遠(yuǎn),母材對(duì)熔敷金屬的稀釋率越小,合金元素含量越少,w(c)越小
6、,沖擊韌性越好。裹3沖擊試驗(yàn)結(jié)果沖擊位置沖擊吸收功,j母材26距熔合線5mm處l62距熔合線8mm處l67距熔合線10mm處l7l顯微組織圖5為9crmov鋼母材及其堆焊層的金相顯微組織。由圖5母材的金相顯微組織可以看出,母材組織由細(xì)小的鐵素體+碳化物組成,由于母材含有較高的合金元素,因此形成了細(xì)小的顯微組織。()母材(b)堆焊層第3層(c)堆焊層最上層(d)界面圈5金相組織圖5b為堆焊層第3層的顯微組織,該層組織也由鐵素體+碳化物組成,鐵素體形貌由片狀和塊狀2種形態(tài)構(gòu)成。由于堆焊層含有的合金元素比母材中的低,其結(jié)晶形成的晶粒比母材的大,合金元素和碳含量降低,使析出的
7、碳化物密度減小,從而降低了堆焊層的強(qiáng)度,提高了堆焊層的塑韌性。圖5c為堆焊層最上層熔敷金屬顯微組織,可以看出鐵素體形貌以片狀和塊狀2種形態(tài)構(gòu)成。由于合金元素含量進(jìn)一步降低,因此形成的顯微組織比第3層稍微增大,合金元素含量的降低使熔敷金屬的強(qiáng)度降低,進(jìn)一步改善了堆焊層的塑韌性。圖5d為母材與堆焊層界面的顯微組織。由圖可見,界面熔合良好,沒有產(chǎn)生分離現(xiàn)象,也沒有產(chǎn)生裂紋、氣孔、夾渣等缺陷,使堆焊層與母材結(jié)合性能良好,提高了界面抗剝離性能。3結(jié)論(1)隨著堆焊層數(shù)的增加,堆焊層中鉻含量顯著降低,碳、釩含量也逐漸降低。(2)距離母材越遠(yuǎn),母材對(duì)熔敷金屬的稀釋
