焊接工艺参数对9、Ni钢热影响区低温韧性的影响.pdfVIP

第29卷第lo期 焊 接 学 报 v01．29No．10 2008年l OFTHE 0lctober2008 0月TRANSACrnONSCHINAⅥ慢IDING矾sr邝兀mON 焊接工艺参数对9％Ni钢热影响区低温韧性的影响 严春妍1， 李午申1， 薛振奎2， 白世武2， 冯 斌2 (1．天津大学材料科学与工程学院，天津3000r72；2．中国石油天然气管道科学研究院，河北廊坊065000) 摘要：采用热模拟技术研究了热输入和层间温度对9％Ni钢焊接热影响区中四个亚 区域低温韧性的影响，并利用光学显微镜、x射线衍射仪对各亚区域的组织形态和数量 分布进行了观察分析。结果表明，临界热影响区低温韧性对热输入和层间温度的变化 不敏感；层间温度是影响粗晶区低温韧性的主要工艺参数；热输入则是影响过临界粗晶 区和l临界粗晶区低温韧性的主要工艺参数。热输入越大，晶粒和组织越粗大，低温韧性 恶化；层间温度提高，马氏体的自回火作用越显著，低温韧性改善。因此，焊接9％Ni钢 时，应采用较小的焊接热输入，配合较高的层间温度。 关键词：9％Ni钢；ⅢG储罐；低温韧性；晶粒尺寸；热模拟 中图分类号：哪72 文献标识码：A 文章编号：0253—360x(2008)lo—olol—04严春妍 O 序 言 表1 9％Ni钢的化学成分(质量分数，％) of s№I TabIe1 ChemicaIcc盯lD0smon9％NI C Mn P S Si Ni Cf Fe 9％Ni钢是1944年由美国首先开发出的Ni元 0．036O．592O．0030．0003 O．2099．115O．042余量 素含量为9％的钢种，使用温度最低可达一196℃， 具有高强度和低温韧性以及良好的焊接性能，是国 表29％Ni钢的力学性能 际上建造LNG储罐广泛使用的钢种。但是，由于 T￡lbIe 2Mechan记aI 9％N|sb∞l p喇ⅪrtiE熄af LNG储罐工作温度很低，焊接接头的薄弱环节—— 焊接热影响区在热循环的作用下容易生成脆硬组 织，从而导致低温脆性破坏，引发泄漏等突发性事故 的发生。因此，对9％Ni钢的低温韧性进行研究，有 利于对焊接生产工艺进行控制和优化，从而提高材 料的低温韧性。采用焊接热模拟技术，对焊接热影 aIjf＆ted 响区(h龅t zone，简称}L舵)的四个典型亚区 域进行模拟，并分析了9％Ni钢多层焊时焊接热输 入和层间温度对材料低温韧性的影响，从而为优化 焊接工艺参数、提高材料的低温性能、保证LNG低 温储罐的安全运行提供可靠的依据。 1 试验方法 图1母材显微组织 of basematenaI F．叼．1 MicnDsI九Jctu悖pr嘲咧m 试验材料为淬火+回火(QT)态9％Ni钢，牌号 为删A553，