CN103643025A - 一种提高新型马氏体耐热钢a355 p91焊缝韧性的方法 - Google Patents
一种提高新型马氏体耐热钢a355 p91焊缝韧性的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103643025A CN103643025A CN201310667870.XA CN201310667870A CN103643025A CN 103643025 A CN103643025 A CN 103643025A CN 201310667870 A CN201310667870 A CN 201310667870A CN 103643025 A CN103643025 A CN 103643025A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- temperature
- resistant steel
- welding
- heat
- martensite heat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
本发明公开了一种提高新型马氏体耐热钢A355P91焊缝韧性的方法,属于焊接及热处理技术领域。其步骤为:将新型马氏体耐热钢A355P91的焊件进行预热,预热温度区间为200~250℃,恒温两小时;层间温度控制为200~250℃;焊接后空冷至100~120℃,在100~120℃温度内恒温2小时;后热处理,将新型马氏体耐热钢A355P91焊件升温至300~350℃恒温2小时后,自然冷却;后热处理之后进行热处理过程,高温回火温度区间为770~780℃。本发明通过严格控制焊接、后热处理、热处理过程的温度曲线,既保证了焊缝的抗拉强度和屈服强度,又降低了表面的硬度,并增加焊缝的冲击韧性。
Description
技术领域
本发明涉及焊接及热处理技术领域,更具体地说,涉及一种提高新型马氏体耐热钢A355 P91焊缝韧性的方法。
背景技术
随着电力工业的发展和全球对环境问题的日益关注,节约一次能源,加强环境保护,减少有害废气排放,降低地球温室效应,已引起国内外的高度重视。提高火电机组的热效率,采用超临界、超超临界机组是防止环境污染的有效途径之一。资源节约型、环境友好型机组是火力发电设备的新趋势。
现有技术中,大型火力发电厂锅炉机组参数的提高主要依赖新型钢材。上世纪 60年代时,国外有过提高机组参数的尝试,但因钢材结构问题没有成功,最后均未成功。直到90年代,随着P91/P92新型耐热钢的出现,机组参数的提高才成为可能。但这些新型耐热钢的出现,为焊接工作提出了新的焊接课题。
A335 P91是一种新型汽水管道用耐热钢管材,它属于马氏体耐热钢,与以往国内电力工程中多用的A335 P22钢相比,具有更好的高温性能,最高使用温度达到650℃,在压力、温度、内径相同的情况下,主蒸汽管道及再热蒸汽管道热段采用A335 P91钢代替A335 P22钢,壁厚可减少一半左右,可使工程造价大幅降低,而且又便于制造和安装,并且能提高***的热效率。从20世纪90年代至今A335 P91钢在我国电力工程主蒸汽管道及再热蒸汽管道中也逐步得到了应用。针对马氏体耐热钢A335 P91的焊接工艺控制,目前已经相关技术方案公开,如中国专利申请号:200510012560.X,申请日:2005-06-02,发明创造名称:一种P91钢焊接方法的专利文件。
但是,针对新型马氏体耐热钢A355 P91的焊接及热处理工艺尚未有相关技术方案公开,采用现有技术中A335 P91钢的焊接工艺无法适用于新型马氏体耐热钢A355 P91的焊接,主要体现在两方面的性能不可兼得:1)焊缝的抗拉强度和屈服强度,2)焊缝的冲击韧性。A355 P91钢在施工现场施焊时,焊接质量问题时有发生,例如:焊缝表面的硬度超标,焊缝的冲击韧度低等。这表明,对配套焊接工艺要害技术的控制尚不到位,特别是焊接及热处理时的温度控制不到位。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
本发明的目的在于克服现有技术中新型马氏体耐热钢A355 P91焊缝表面的硬度超标,焊缝的冲击韧度低的问题,提供了一种提高新型马氏体耐热钢A355 P91焊缝韧性的方法,采用本发明的技术方案,能够实现降低焊缝的表面硬度、增加焊缝的冲击韧性的目的。
2.技术方案
为达到上述目的,本发明提供的技术方案为:
本发明的一种提高新型马氏体耐热钢A355 P91焊缝韧性的方法,其步骤为:
步骤一、焊前预热:
将新型马氏体耐热钢A355 P91的焊件进行预热,预热温度区间为200~250℃,恒温两小时;
步骤二、层间温度控制:
经过步骤一的预热过程后进行焊接,层间温度控制为200~250℃;
步骤三、焊后马氏体转变处理:
经过步骤二焊接后,空冷至100~120℃,在100~120℃温度内恒温2小时;
步骤四、后热处理:
经过步骤三保温后,将新型马氏体耐热钢A355 P91焊件升温至300~350℃,在300~350℃温度内恒温2小时后,再自然冷却;
步骤五、热处理过程:
经过步骤四的后热处理之后进行热处理过程,高温回火温度区间为770~780℃,其中:升温过程中,在400℃以下时,升温速率为120℃/ h,在400℃以上时,升温速率为142℃/ h;在770~780℃温度内恒温2小时;降温过程中,在400℃以上时,降温温速率为142℃/ h,在400℃以下时,自然冷却。
优选地,步骤一中预热温度为230℃。步骤二中层间温度控制为235℃。步骤四中将焊件升温至330℃后保温。步骤五中高温回火温度为775℃。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案,与已有的公知技术相比,具有如下显著效果:
本发明的一种提高新型马氏体耐热钢A355 P91焊缝韧性的方法,通过严格控制焊接、后热处理、热处理过程的温度曲线,既保证了焊缝的抗拉强度和屈服强度,又降低了表面的硬度,并增加焊缝的冲击韧性。焊缝区域的抗拉强度≥585MPA,弯曲无裂纹,常温冲击值≥34J,焊缝及热影响区的硬度值(HB)≤241,金相符合要求。本发明简单易行,具有较高的工程应用价值。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容,下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
本实施例的一种提高新型马氏体耐热钢A355 P91焊缝韧性的方法,其步骤为:
步骤一、焊前预热:
由于新型马氏体耐热钢A355 P91可焊性差,尤其是大管径焊口在常温下焊接或预热不均匀时极易产生冷裂纹,所以对焊前预热的要求很高。将新型马氏体耐热钢A355 P91的焊件进行预热,预热温度区间为230℃,恒温两小时,具体在本实施例中预热到230℃的升温程序对焊缝韧性的提高非常关键,本实施例的具体升温程序如下:1)以升温速率3℃/ min,从室温升温至80℃,并保温25min;2)以升温速率4℃/ min,从80℃升温至120℃,并保温20min;3)以升温速率5℃/ min,从120℃升温至160℃,并保温15min;4)以升温速率6℃/ min,从160℃升温至200℃,并保温10min;5)以升温速率7℃/ min,从200℃升温至230℃。升温速度由3℃/ min慢慢增大至7℃/ min,保温时间依次递减,采用上述升温程序,申请人惊奇的发现,能够显著增加焊缝的冲击韧性,且无冷裂纹产生。
步骤二、层间温度控制:
经过步骤一的预热过程后进行焊接,层间温度控制为235℃。试验发现,在同样的电流下,增加焊层厚度或提高层间温度,焊缝的冲击韧度均有下降的趋势,但层间温度过低,会增大冷却过程中的组织应力,且不利于氢的逸出,所以本实施例中层间温度控制为235℃。
步骤三、焊后马氏体转变处理:
经过步骤二焊接后,空冷至110℃,在110℃温度下恒温2小时。由于新型马氏体耐热钢A355 P91奥氏体的转变孕育期较长,焊后必须空冷以使奥氏体完全转变为马氏体,保证接头的强度。空冷时间应根据结构大小、环境温度、焊后应力等情况而定,本实施例通过实验和理论验证,新型马氏体耐热钢A355 P91必须空冷至110℃并恒温2小时,才能进行后热处理。
步骤四、后热处理:
经过步骤三保温后,将新型马氏体耐热钢A355 P91焊件升温至330℃,在330℃温度下恒温2小时后,再自然冷却。新型马氏体耐热钢A355 P91焊接过程中采取避免热量集中、小电流、多道焊的焊接工艺,导致焊接作业时间很长。焊接作业完成后在理论上应该马上进行热处理过程,但是,为了缓解作业压力,在步骤三焊后马氏体转变处理后,不直接进行热处理过程,而改成“后热处理”,本发明独创的“后热处理”在本实施例中是将焊件升温至330℃,恒温2小时后自然冷却,其中升温至330℃的升温程序对于既保证焊缝的抗拉强度和屈服强度,又降低表面的硬度具体关键作用,本实施例的具体升温程序如下:1)以升温速率5℃/ min,从室温升温至120℃,并保温15min;2)以升温速率8℃/ min,从120℃升温至160℃,并保温20min;3)以升温速率10℃/ min,从160℃升温至200℃,并保温25min;4)以升温速率7℃/ min,从200℃升温至250℃,并保温30min;5)以升温速率5℃/ min,从250℃升温至330℃。上述升温程序中,升温速率呈先增大后减小的抛物线形式,保温时间依次增加。
步骤五、热处理过程:
经过步骤四的后热处理之后进行热处理过程,高温回火温度区间为775℃,其中:升温过程中,在400℃以下时,升温速率为120℃/ h,在400℃以上时,升温速率为142℃/ h;在775℃温度内恒温2小时;降温过程中,在400℃以上时,降温温速率为142℃/ h,在400℃以下时,自然冷却。
实施例2
本实施例的一种提高新型马氏体耐热钢A355 P91焊缝韧性的方法,其基本处理过程同实施例1,不同之处在于:步骤一中预热温度为200℃,步骤二中层间温度控制为200℃,步骤四中将焊件升温至300℃后保温,步骤五中高温回火温度为780℃。
实施例3
本实施例的一种提高新型马氏体耐热钢A355 P91焊缝韧性的方法,其基本处理过程同实施例1,不同之处在于:步骤一中预热温度为250℃,步骤二中层间温度控制为250℃,步骤四中将焊件升温至350℃后保温,步骤五中高温回火温度为770℃。
实施例1~3的一种提高新型马氏体耐热钢A355 P91焊缝韧性的方法,通过严格控制焊接、后热处理、热处理过程的温度曲线,既保证了焊缝的抗拉强度和屈服强度,又降低了表面的硬度,并增加焊缝的冲击韧性。焊缝区域的抗拉强度≥585MPA,弯曲无裂纹,常温冲击值≥34J,焊缝及热影响区的硬度值(HB)≤241,金相符合要求。
Claims (5)
1.一种提高新型马氏体耐热钢A355 P91焊缝韧性的方法,其特征在于,其步骤为:
步骤一、焊前预热:
将新型马氏体耐热钢A355 P91的焊件进行预热,预热温度区间为200~250℃,恒温两小时;
步骤二、层间温度控制:
经过步骤一的预热过程后进行焊接,层间温度控制为200~250℃;
步骤三、焊后马氏体转变处理:
经过步骤二焊接后,空冷至100~120℃,在100~120℃温度内恒温2小时;
步骤四、后热处理:
经过步骤三保温后,将新型马氏体耐热钢A355 P91焊件升温至300~350℃,在300~350℃温度内恒温2小时后,再自然冷却;
步骤五、热处理过程:
经过步骤四的后热处理之后进行热处理过程,高温回火温度区间为770~780℃,其中:升温过程中,在400℃以下时,升温速率为120℃/ h,在400℃以上时,升温速率为142℃/ h;在770~780℃温度内恒温2小时;降温过程中,在400℃以上时,降温温速率为142℃/ h,在400℃以下时,自然冷却。
2.根据权利要求1所述的一种提高新型马氏体耐热钢A355 P91焊缝韧性的方法,其特征在于:步骤一中预热温度为230℃。
3.根据权利要求1所述的一种提高新型马氏体耐热钢A355 P91焊缝韧性的方法,其特征在于:步骤二中层间温度控制为235℃。
4.根据权利要求2或3所述的一种提高新型马氏体耐热钢A355 P91焊缝韧性的方法,其特征在于:步骤四中将焊件升温至330℃后保温。
5.根据权利要求3或4所述的一种提高新型马氏体耐热钢A355 P91焊缝韧性的方法,其特征在于:步骤五中高温回火温度为775℃。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310667870.XA CN103643025B (zh) | 2013-12-11 | 2013-12-11 | 一种提高新型马氏体耐热钢a355 p91焊缝韧性的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310667870.XA CN103643025B (zh) | 2013-12-11 | 2013-12-11 | 一种提高新型马氏体耐热钢a355 p91焊缝韧性的方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103643025A true CN103643025A (zh) | 2014-03-19 |
CN103643025B CN103643025B (zh) | 2015-06-10 |
Family
ID=50248304
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201310667870.XA Active CN103643025B (zh) | 2013-12-11 | 2013-12-11 | 一种提高新型马氏体耐热钢a355 p91焊缝韧性的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN103643025B (zh) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104634679A (zh) * | 2014-12-17 | 2015-05-20 | 国家电网公司 | 一种测量p91钢焊缝布氏硬度的方法 |
CN105728908A (zh) * | 2016-04-01 | 2016-07-06 | 中国化学工程第六建设有限公司 | 国产a335 p91高压厚壁管道现场焊接方法 |
CN106624285A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-05-10 | 甘肃钢铁职业技术学院 | 一种350mw机组主蒸汽管道‑p91焊接工艺 |
CN107641702A (zh) * | 2017-10-16 | 2018-01-30 | 山东电力建设第工程公司 | 一种大径厚壁管的焊后热处理方法 |
CN108176911A (zh) * | 2017-12-18 | 2018-06-19 | 南京德邦金属装备工程股份有限公司 | 一种p91材料焊接及热处理方法 |
CN109865955A (zh) * | 2019-03-05 | 2019-06-11 | 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 | G115大口径管手工钨极氩弧焊和焊条电弧焊结合的焊接方法 |
CN112719520A (zh) * | 2020-12-17 | 2021-04-30 | 江苏利柏特股份有限公司 | 马氏体合金钢工艺管道手工氩电联合焊接及热处理工艺 |
CN113664338A (zh) * | 2020-05-14 | 2021-11-19 | 中国核工业二三建设有限公司 | 一种高温气冷堆核电站主蒸汽管道p91焊接工艺 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20030050727A (ko) * | 2001-12-19 | 2003-06-25 | 현대자동차주식회사 | 범퍼 커버 금형의 용접부 처리방법 |
JP2011168867A (ja) * | 2010-02-22 | 2011-09-01 | Nippon Steel Corp | マルテンサイト系高Cr電縫鋼管の溶接部の熱処理方法及びマルテンサイト系高Cr電縫鋼管の製造方法 |
CN102618713A (zh) * | 2012-03-10 | 2012-08-01 | 广东省韶关粤江发电有限责任公司 | 超超临界火电机组焊接sa335-p91/p92钢的热处理方法 |
CN102794574A (zh) * | 2012-07-23 | 2012-11-28 | 宁夏共享集团有限责任公司 | 一种马氏体耐热钢的焊接工艺 |
-
2013
- 2013-12-11 CN CN201310667870.XA patent/CN103643025B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20030050727A (ko) * | 2001-12-19 | 2003-06-25 | 현대자동차주식회사 | 범퍼 커버 금형의 용접부 처리방법 |
JP2011168867A (ja) * | 2010-02-22 | 2011-09-01 | Nippon Steel Corp | マルテンサイト系高Cr電縫鋼管の溶接部の熱処理方法及びマルテンサイト系高Cr電縫鋼管の製造方法 |
CN102618713A (zh) * | 2012-03-10 | 2012-08-01 | 广东省韶关粤江发电有限责任公司 | 超超临界火电机组焊接sa335-p91/p92钢的热处理方法 |
CN102794574A (zh) * | 2012-07-23 | 2012-11-28 | 宁夏共享集团有限责任公司 | 一种马氏体耐热钢的焊接工艺 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
周浩森: "《焊接结构生产及装备》", 31 May 1992 * |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104634679A (zh) * | 2014-12-17 | 2015-05-20 | 国家电网公司 | 一种测量p91钢焊缝布氏硬度的方法 |
CN105728908A (zh) * | 2016-04-01 | 2016-07-06 | 中国化学工程第六建设有限公司 | 国产a335 p91高压厚壁管道现场焊接方法 |
CN106624285A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-05-10 | 甘肃钢铁职业技术学院 | 一种350mw机组主蒸汽管道‑p91焊接工艺 |
CN107641702A (zh) * | 2017-10-16 | 2018-01-30 | 山东电力建设第工程公司 | 一种大径厚壁管的焊后热处理方法 |
CN108176911A (zh) * | 2017-12-18 | 2018-06-19 | 南京德邦金属装备工程股份有限公司 | 一种p91材料焊接及热处理方法 |
CN109865955A (zh) * | 2019-03-05 | 2019-06-11 | 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 | G115大口径管手工钨极氩弧焊和焊条电弧焊结合的焊接方法 |
CN109865955B (zh) * | 2019-03-05 | 2021-11-16 | 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 | G115大口径管手工钨极氩弧焊和焊条电弧焊结合的焊接方法 |
CN113664338A (zh) * | 2020-05-14 | 2021-11-19 | 中国核工业二三建设有限公司 | 一种高温气冷堆核电站主蒸汽管道p91焊接工艺 |
CN112719520A (zh) * | 2020-12-17 | 2021-04-30 | 江苏利柏特股份有限公司 | 马氏体合金钢工艺管道手工氩电联合焊接及热处理工艺 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103643025B (zh) | 2015-06-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103643025B (zh) | 一种提高新型马氏体耐热钢a355 p91焊缝韧性的方法 | |
CN104722890B (zh) | T91/t92和hr3c异种钢的焊接方法 | |
CN105880834A (zh) | 一种q890高强钢焊接方法 | |
CN102233500A (zh) | 一种用于大型管板拼焊和热处理中控制变形的工艺 | |
CN106077379A (zh) | 一种0Cr23Ni13耐热不锈钢的锻造工艺 | |
CN105312742A (zh) | 一种焊接工艺 | |
CN111992862B (zh) | 一种hrb600高强热轧钢筋的闪光焊接方法 | |
CN110814560A (zh) | 一种大口径g115管道现场焊接方法 | |
CN103521887A (zh) | 一种45钢与35CrMo铸钢的焊接工艺 | |
CN102268530B (zh) | 焊接式加重钻杆焊缝的热处理方法 | |
CN102796859A (zh) | 重型厚板焊接结构件热处理工艺 | |
CN104070271A (zh) | 15Cr1Mo1V阀体与WB36配管异种钢焊接方法 | |
CN102189377B (zh) | X100钢级钢板热压弯头制造工艺 | |
CN204803355U (zh) | 一种卧式真空退火炉 | |
CN105710542B (zh) | 一种避免中高碳钢复合焊接裂纹生成的方法 | |
CN111334649A (zh) | 一种通过柔性陶瓷电阻加热的g115钢小径管热处理方法 | |
CN105798530A (zh) | 齿轮减速机输出轴断裂修复方法 | |
CN104289782A (zh) | 一种转子焊接工艺 | |
CN106624285A (zh) | 一种350mw机组主蒸汽管道‑p91焊接工艺 | |
CN105364426A (zh) | 一种厚壁高频焊接钢管的制备方法 | |
CN102115812A (zh) | 一种q690d钢快速回火热处理方法 | |
CN105033415A (zh) | 一种15CrMo钢的焊接工艺 | |
CN104561508A (zh) | 钢轨气压焊焊后正火处理方法 | |
CN103981348B (zh) | 一种16Co14Ni10Cr2Mo钢大型零件热处理变形控制方法 | |
CN106239030A (zh) | 一种火力发电厂汽包下降管焊缝裂纹修补方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Wu Yan Inventor after: Tao Yuan Inventor after: Wang Cunbo Inventor before: Wu Yan Inventor before: Tao Yuan Inventor before: Wang Cunbo |
|
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |