0Cr13Ni5Mo不锈钢焊接接头的组织和性能及热处理研究

摘要

随着我国水利资源的开发和利用，大型机组不断地涌现，大直径转轮的质量有着越来越重要的作用。国内已建成的大型电站中，直径超过6米的大直径转轮，在投运后都不同程度的出现了裂纹，已严重危及到机组的安全运行。一些电站被迫几个月停机处理裂纹，大大降低了电站的经济效益。对大型转轮焊接接头的微观组织分析，进而能够了解裂纹的形成与焊接接头微观组织和性能之间的关系。因此，本文用焊接材料 HS135和 HS367对0Cr13Ni5Mo不锈钢钢板和精铸件进行焊接，并对焊接接头进行了焊态和热处理态的微观组织和力学性能分析，为防止大型水轮机转轮裂纹的形成提供理论指导意义。
　　研究结果表明，采用HS135、HS367焊接材料焊接的0Cr13Ni5Mo不锈钢精铸件和钢板的焊接接头焊态的组织为板条状马氏体，粗晶区晶粒度6级，细晶区晶粒度10级，接头各部位组织过渡均匀，接头组织未见明显粗化现象。HS135焊接的0Cr13Ni5Mo不锈钢的接头经正火处理后得到马氏体组织；一次回火后的组织为回火马氏体和少量的残余奥氏体；二次回火后，接头组织仍为回火马氏体，残余奥氏体量增加。
　　对焊接接头焊态的力学性能测试结果表明，HS135焊丝焊接的钢板的拉伸性能，冲击性能和显微硬度结果都优于 HS135焊丝焊接的精铸件的结果；HS135焊丝焊接的钢板和精铸件的强度高于 HS367焊丝焊接的钢板和精铸件的强度，但是塑韧性低于 HS367焊丝焊接的材料；0Cr13Ni5Mo不锈钢钢板的疲劳性能稍微好于精铸件的，焊接接头的性能与0Cr13Ni5Mo钢板材料和精炼0Cr13Ni5Mo铸钢材料性能相近。
　　对热处理后的焊接接头进行力学性能测试结果表明，HS135和 HS367焊接的0Cr13Ni5Mo不锈钢钢板和精铸件经正火+回火处理后，抗拉强度、屈服强度、延伸率和断面收缩率较焊态的有所提高；经一次回火和二次回火，焊接接头的强度下降，塑韧性提高。HS135焊接的材料的焊接接头断裂在母材区，而HS367焊接的材料的焊接接头断裂在焊缝区。
　　冲击韧性实验结果表明，一次回火和二次回火后的冲击韧性比焊态的和正火的都高，一次回火和二次回火的冲击韧性相差不大。显微硬度测试结果表明，经正火+回火处理后和焊态的硬度相差不大，一次回火后的显微硬度大于二次回火后的显微硬度，但是都低于焊态和经正火+回火处理的显微硬度。对热处理后 HS135焊接的0Cr13Ni5Mo不锈钢精铸件的焊接接头疲劳测试结果表明，正火+回火的疲劳性能高于原始态的，一次回火和二次回火的疲劳性能均低于原始态的且相差不大，一次回火的疲劳性能稍微高于二次回火的。

目录

0Cr13Ni5Mo 不锈钢焊接接头的组织和性能及热处理研究

STUDY ON MICROSTRUCTURE ANDPROPERTIES AND HEAT TREATMENT OF0Cr13Ni5Mo STAINLESS STEEL

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪论

1.1 课题背景及研究意义

1.2 转轮叶片裂纹初步分析

1.3 国内外转轮制造技术现状

1.4 焊缝接头性能及残余应力

1.5 水轮机转轮叶片材料

1.6 各电站转轮裂纹特点

1.7 马氏体不锈钢的热处理研究

1.8 本文研究内容

第2章 试验材料及方法

2.1 试验材料

2.2 试验设备及方法

第3章 0Cr13Ni5Mo 不锈钢焊接接头的组织与性能分析

3.1 焊接工艺

3.2 不同冶炼工艺钢板和精铸0Cr13N5Mo 不锈钢夹杂物对比

3.3 焊接接头的金相组织

3.4 焊接接头性能分析

3.5 本章小结

第4章 热处理工艺对焊接接头性能的影响

4.1 引言

4.2 热处理工艺

4.3 显微组织

4.4 不同的热处理工艺下焊接接头性能分析

4.5 本章小结

结 论

参考文献

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