堆焊層化學(xué)成分對9crmov鋼熔敷金屬性能影響的研究

《堆焊層化學(xué)成分對9crmov鋼熔敷金屬性能影響的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。

1、堆焊層化學(xué)成分對9CrMoV鋼熔敷金屬性能影響的研究　　摘要：采用1CrMo堆焊材料對9CrMoV~g5-了埋弧焊堆焊試驗，優(yōu)化了堆焊工藝參數(shù)。針對不同堆焊層進(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)，母材對熔敷金屬的稀釋率越?。押笇雍辖鹪?　　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：TG45

2、5文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 　　為了滿足國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展對電力的需求，趕超發(fā)達(dá)國 　　家電站設(shè)備制造技術(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)正常運行的技術(shù)關(guān)鍵。本論文通過對 　　9CrMoV鋼進(jìn)行堆焊試驗，研究了堆焊層化學(xué)成分對焊縫組織 和性能的影響。 l試驗過程 　　采用埋弧焊方法對9CrMoV鋼進(jìn)行多層多道堆焊試驗．焊 　　材為1CrMo

3、，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CCrVMo 　　9CrMoV0．139．520、180．22 1CrMo0．061．12n030．44 　　通過多次焊接工藝評定，最終確定了合理的焊接工藝參 　　數(shù)為：預(yù)熱溫度180，焊接電流400A，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)，并對焊后的試樣進(jìn)行焊后熱 處理。 2試驗結(jié)果及討論 　　堆焊層表面成形較好，沒有產(chǎn)生裂紋等焊接缺陷，堆焊層

4、表面形貌如圖1所示。 　　收稿日期：XX—10—12：修回日期：20o7一O7—17 圖1堆焊層表面形貌 2．1堆焊層化學(xué)成分分析 不同堆焊層化學(xué)成分的變化狀況如圖2所示。 一 一 童 U F U ^ U 暑 距母材表面的距離／mm (a)(C)與(C) 2 46810 距母材表面的距離／mm (b)w(Cr)與w(V) 堆焊層化學(xué)成分變化示意圖 　　WeldinzTechnologyVol-36No．5Oct．XX·試驗與研究·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)成分計算的(C)相應(yīng)

5、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。 2．2堆焊層硬度試驗分析 　　對堆焊層進(jìn)行硬度分析，其布氏硬度分布曲線如圖3所示。 　　可見．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

6、低，靠近母 　　材的堆焊層稀釋率高。隨著堆焊層的增加，母材對熔敷金屬的 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，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)的硬化。 測試點距離x0．2／ram 圈4堆焊層顯微硬度分布圖 2．3堆焊層力學(xué)性能 2．3．1拉伸試驗 　　表2為母材和堆焊層金屬的拉伸試驗結(jié)果。由結(jié)果

7、可見， 　　母材的抗拉強(qiáng)度大大高于堆焊層的，但母材的伸長率僅有 　　5．69％；而堆焊層金屬雖然強(qiáng)度降低，但是塑韌性非常好，伸 長率達(dá)到了30．3％。 裹2拉伸試驗結(jié)果 　　l屈服強(qiáng)度MPa抗拉強(qiáng)度~~MPa伸長(％)收縮率(％)備注 　　f743．85862．565．69l5．83母材 f40854930-363．9堆焊層 2-3．2沖擊試驗 　　表3為對母材及堆焊層金屬的沖擊試驗結(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，這與母材對堆焊層的稀釋率有關(guān)。距 　　母材

8、越遠(yuǎn)，母材對熔敷金屬的稀釋率越小，合金元素含量越 少，w(C)越小，沖擊韌性越好。 裹3沖擊試驗結(jié)果 沖擊位置沖擊吸收功A，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 2．4顯微組織 　　圖5為9CrMoV鋼母材及其堆焊層的金相顯微