焊接9％Ni钢用国产ENiCrMo-4焊条研制

摘要

本文在综述国内外9％Ni钢用ENiCrMo-4焊条研究现状的基础上，依据美国AWS A5.11标准、ASTM G28标准、国家标准GB/T13814及中国石化集团洛阳石油化工工程公司16万立方米储罐项目低温性能要求的规定，联合上海大西洋焊材有限公司设计并制备了用于天燃气行业9%Ni钢用的三种国产ENiCrMo-4焊条，分析测试了三种焊条熔敷金属的成分和力学性能。采用上述三种焊条手工电弧焊焊接9%Ni钢，并和国外同类型的ENiCrMo-4焊条焊接的接头进行对比分析，确定了综合性能最佳的焊条配方；采用最佳的焊条焊接9%Ni钢，研究焊接电流对焊接接头的成分、组织和力学性能的影响。
　　熔敷金属试验结果表明：研发的三种焊条均符合AWS A5.11、GB/T13814标准的要求。但ENiCrMo-4焊条C综合性能最优。ENiCrMo-4焊条C的熔敷金属中C、Si含量分别为0.019%和0.166%，P、S等杂质元素含量最低，抗拉强度Rm为758Mpa，屈服强度Rp0.2为497Mpa，断后伸长率A为35.1%，硬度为262.85。
　　国内外ENiCrMo-4焊条焊接9%Ni钢对比试验表明：ENiCrMo-4焊条C焊接的接头具有最佳的综合性能，其接头在焊缝中心、熔合线和熔合线+2mm处的-196℃低温冲击值分别为90J、93.3J、119J，均满足中石化储罐项目中的要求；通过ASTM G28腐蚀试验表明，ENiCrMo-4焊条C的耐腐蚀性亦优于国外焊条。
　　焊接电流对ENiCrMo-4焊条C焊接9%Ni钢接头的性能有明显的影响。焊接电流为130A时，焊接接头的力学性能、抗裂性能和耐腐蚀性能等均为最佳，其接头的抗拉强度Rm为741Mpa，屈服强度Rp0.2为458Mpa，屈强比为0.62，断后伸长率A为41%；接头在焊缝中心、熔合线处、熔合线+2mm处的低温冲击功分别为89.3J、92J，94.7。

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第1章 绪论

1.1 9％Ni钢的组织及性能

1.2 9％Ni钢的焊接性分析

1.3 焊芯材料哈氏合金的性能

1.4 镍基焊材研究现状

1.5 本课题研究目的及意义

1.6 本课题研究内容

第2章 试验材料、设备及方法

2.1 试验材料

2.2 试验设备

2.3 试验方法

2.4 微观组织分析

2.5 熔敷金属的耐腐蚀性试验

第3章 国产ENiCrMo-4焊条设计、制备及熔敷金属试验

3.1 引言

3.2 焊条的成分设计

3.3 焊条的制备

3.4 熔敷金属试验结果及分析

3.5 小结

第4章 国内外ENiCrMo-4焊条焊接9%Ni钢接头对比分析

4.1 引言

4.2 焊接接头冲击试验结果及分析

4.3 冲击断口分析

4.4 焊接接头微观组织分析

4.5 焊接接头耐腐蚀实验与分析

4.6 小结

第5章 国产ENiCrMo-4焊条焊接9%Ni钢工艺研究

5.1 引言

5.2 焊接接头成分分析

5.3 焊接接头微观组织分析

5.4 焊接接头力学性能分析

5.5 小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢