2.25Cr-1Mo-0.25V钢埋弧焊焊缝回火危性的研究

摘要

加氢反应器是现代炼油工业的关键设备，并长期在高温、高压、临氢的环境下运行。随着炼油工业与煤液化技术的发展，热壁加氢反应器对设计制造的要求也越来越严格。鉴于此，综合性能良好的2.25Cr-1Mo-0.25V钢成为了加氢反应器的重要主体材料。在加氢反应器的制造过程中，2.25Cr-1Mo-0.25V钢焊缝出现了回火脆性。
　　 目前国内外对2.25Cr-1Mo-0.25V钢埋弧焊焊缝的回火脆性的研究较少。本文对2.25Cr-1Mo-0.25V钢焊缝回火脆性的研究无论是对解决加氢反应器焊缝回火脆性问题还是对于实现2.25Cr-1Mo-0.25V钢焊接材料国产化问题都有着重要意义。
　　 本文通过冲击性能试验、化学成分分析、断裂性质分析和金相组织分析等试验方法研究影响2.25Cr-1Mo-0.25V钢焊缝回火脆性的因素。结果表明：2.25Cr-1Mo-0.25V钢埋弧焊焊缝经焊后消氢热处理在最小热处理后出现了回火脆性，在对化学成分分析时发现Mn元素含量对焊缝回火脆性有显著影响。结合金相组织分析，发现随Mn元素含量的增加，焊缝中板条状贝氏体数量增多、尺寸增大且分布不均匀。在断口附近存在较多的板条状贝氏体，贝氏体板条较宽，在板条状贝氏体上分布着呈直线状排列的碳化物，在受到冲击时呈直线状分布的碳化物容易成为裂纹的扩展途径，冲击功降低，导致了回火脆性的发生。同时随着热处理温度的上升和热处理时间的延长，板条贝氏体趋于细化，焊缝冲击功数值增大，回火脆化倾向明显降低。
　　 为了有效地避免加氢反应器焊缝回火脆性现象的发生，在进行焊接前应对母材和焊接材料的化学成分进行严格的监测与控制，降低焊接材料中的Mn元素和有害的杂质元素的含量。在保证其他机械性能的情况下可以根据回火参数适当延长回火时间，降低2.25Cr-1Mo-0.25V钢焊缝产生回火脆化的倾向。