15NiCuMoNb5-6-4鋼是歐洲EN10216標準中的牌號,被美國ASME規(guī)范認可為1.15Ni-0.65Cu-Mo-Cb,在V&M公司則以WB36牌號來命名。該鋼種為含Nb微合金化的貝氏體Ni-Cu-Mo鋼,直到450℃仍具有良好的高強度性能,被廣泛用于制造火力發(fā)電廠管子或管式產品,如給水管道、下降管,包括集箱、集合管和管件。對用于火力發(fā)電廠的該鋼種進行焊接接頭質量檢驗時,發(fā)現(xiàn)焊縫硬度往往低于母材硬度,不滿足相關標準的要求,而非破壞性檢驗中硬度指標是用來檢驗焊縫力學性能的重要指標。為了提高焊縫硬度,有建議提高回火溫度、延長保溫時間的,也有持相反意見的。鑒此,故有必要對不同回火參數(shù)情況下焊縫硬度與焊縫組織、性能的關系進行研究,以探討該材質焊縫質量的檢驗標準。
實驗用鋼管是日本JFE公司生產的規(guī)格為ID244.5mm×22mm的15NiCu-MoNb5-6-4鋼管,經過925℃正火+640℃回火,鋼管組織為回火貝氏體+鐵素體。鋼管對焊采用氬弧焊打底,手工電弧焊蓋面,所用焊材化學成分見表1,焊接規(guī)范見表2。焊接試樣在SX3-10-13箱式電阻爐中進行回火處理,即分別于590、620和650℃保溫2、5和10h。然后進行力學拉伸、沖擊試驗,并對微觀組織進行分析。
表1 焊材化學成分(質量分數(shù),% )
|
型號 |
廠家 |
C |
Mn |
S |
P |
Si |
Ni |
Mo |
焊絲 |
AWS ER80S-G |
Oerlikon |
0.11 |
1.15 |
0.009 |
0.007 |
0.64 |
/ |
0.53 |
焊條 |
AWS E9018-G |
Oerlikon |
0.055 |
1.46 |
0.009 |
0.011 |
0.30 |
0.92 |
0.36 |
表2 焊接規(guī)范
焊層 |
焊接方法 |
焊材型號,規(guī)格/mm |
極性 |
電流/A |
電壓/V |
1 |
GTAW |
AWS ER80S-G,Φ2.4 |
直流正接 |
115~125 |
10~11 |
2 |
SMAW |
AWS E9018-G,Φ3.2 |
直流反接 |
100~120 |
21~28 |
3~5 |
SMAW |
AWS E9018-G,Φ4.0 |
直流反接 |
140~155 |
21~28 |
6~8 |
SMAW |
AWS E9018-G,Φ3.2 |
直流反接 |
110~120 |
21~26 |