珠光体耐热钢焊接再热裂纹的防治.doc

珠光体耐热钢焊接再热裂纹的防治
王珏
摘要为了解决珠光体耐热钢焊后热处理过程中易产生再热裂纹的问题,分析了再热裂纹的特征和产生机理,针对影响再热裂纹的因素,提出预防措施。
主题词不锈钢焊接热处理裂纹分析防治措施
To Prevent the Reformation of Thermal Cracks on Pearlitic High-temperature Steel
Wang Jue
To solve the problem of thermal cracks reformation on pearlitic high-temperature during post weld heat treatment, the properties and formation mechanisms are analyzed in this paper. Preventive measures are proposed in light of the factors causing such reformation.
Key words: Stainless steel, Welding, Heat treatment, Crack, Analysis, Preventive treatment, Measure
1 概况
随着国内石油化工、电力工业的迅速发展,以Cr-Mo为基础的低、中合金珠光体耐热钢成为高温条件下使用的重要材料之一。珠光体耐热钢在小于600℃温度下不仅有很好的抗氧化热强度,还有较好的抗氢腐蚀和抗硫腐蚀性能。同时由于珠光体耐热钢中合金元素较少,其工艺性能和物理性能优良,为其它的耐热钢材料所不及。因此,珠光体耐热钢得到了广泛应用。
珠光体耐热钢的焊接工艺通常有两种,一种为选用与母材相匹配的耐热钢焊条,另一种采用奥氏体钢焊条。采用奥氏体焊条由于焊缝金属与母材的膨胀系数不同,长期高温工作还可能发生碳的扩散迁移现象,容易导致在熔合区发生破坏,因此,该焊接工艺较多应用于局部补焊或焊后不易进行热处理的部位,焊接珠光体耐热钢较普遍采用耐热钢焊条。
生产实践证明,采用珠光体耐热钢焊条,主要存在冷裂纹、近缝区硬化、热影响区软化等问题。此外,焊接残余应力是造成应力脆性破坏、结构变形失稳以及应力腐蚀裂纹的主要原因之一。因此珠光体耐热钢焊后进行热处理是不可缺少的重要工序,多数珠光体耐热钢在焊后并未出现裂纹,而是在焊后热处理过程中产生了裂纹,这就是珠光体耐热钢焊接的又一问题,即焊接再热裂纹。
从60年代开始,国外相继报道了因再热裂纹而发生的多起事故,促使各国对再热裂纹开展了大量的试验研究。70年代初,国内也报道了因再热裂纹而导致产品失效的事故。随着珠光体耐热钢应用于压力容器和高温高压管道,关于再热裂纹的报道也时有所闻。
再热裂纹(Reheat cracking)又称为消除应力处理裂纹(Stress-Relief cracking),这种裂纹不仅发生在消除应力的热处理中,也发生于焊后再次高温加热过程中。
2 再热裂纹的特征
(1)产生的部位均在焊接热影响区的过热粗晶区,焊缝、热影响区的细晶区及母材均不产生再热裂纹。裂纹沿熔合线方向在奥氏体粗晶晶界发展,不少裂纹是断续的,再热裂纹具有沿晶间开裂的特征。
(2)再热裂纹的