长时间焊后热处理对结构钢焊件性能的影响
长时间焊后热处理对结构钢焊件性能的影响
P .J.Konkol
生瘟弼:力学性能 焊件 结构钢 焊后处理 热处理
内窖舞纂 对七种具有代裘性的礁锕和=ll妄台盘高强钢进行手工宅瓠焊和埋弧捍{寰验,以研究 长 时
间热处理对母村、焊缝金属和燕夥响医的强度及韧性的 影 响。‘ 。
各种法规常要求根据焊缝的厚度和类型,
对诸如压力容器,棱电站支撑和海上平台等焊
接结构进行焊后热处 理 (PWHT)。在 某 些
情况下,一个构件在生产过程中可能要进行几
次PWHT,而且保温时问总共可选lOO小时 左
右。在某...
长时间焊后热处理对结构钢焊件性能的影响
P .J.Konkol
生瘟弼:力学性能 焊件 结构钢 焊后处理 热处理
内窖舞纂 对七种具有代裘性的礁锕和=ll妄台盘高强钢进行手工宅瓠焊和埋弧捍{寰验,以研究 长 时
间热处理对母村、焊缝金属和燕夥响医的强度及韧性的 影 响。‘ 。
各种法规常要求根据焊缝的厚度和类型,
对诸如压力容器,棱电站支撑和海上平台等焊
接结构进行焊后热处 理 (PWHT)。在 某 些
情况下,一个构件在生产过程中可能要进行几
次PWHT,而且保温时问总共可选lOO小时 左
右。在某些场合下,PWHT会降低母材,热影
响医或焊缝金属的强度和韧硅,而且可能使焊
件的机械性能在PwHT后不能满足客户或法规
的要求。
’为帮助用户选择锕种和编制PWFITT_艺,
分别对七种具有代表性的碳锕和低合金高强钢
进行了手工电弧焊和埋弧焊试验,热输入量分
损伤会导致快速蠕变,使系统呈不合格状态,
并使集箱弯曲。由热疲势引起的内部 晶 界 裂
纹,可从集箱内表延伸 (从孔边朝径向延伸)。
大部分损伤都向热振荡和热循环工作条件下的
集籍扩展。在许多研究中都得出裂纹由内部向
外侧扩展的规律。/
过热器集箱 (盘/2cr-1/2 Mo一1,4V钢 )管
接头 (1Cr·1/2Mo锕)经过三万小时运行 后,
就出现疲劳断裂 ,即管接头角焊缝热影响区的
嗣向裂纹。因管接头 (每个管接头之间的温差
为8O℃ )之闯温度不同,而出现的交变应力是
产生裂纹的原因。在冷态和低工作负荷条件下
就出现应力。靠近集箱的蛇形管刚性连接促使
撕伤产生。作者认为,提高管接头的柔韧性,
并控制沿集籍长度上的温度, 是可以解决这一
问
的 。
由细晶粒结构锕制成的设备,在低于蠕变
温度下工作时,其部件焊接接头的损伤相对较
少。很多情况下,损伤都是在运行中产生的,
并常常起源于焊接缺 陷。在 %VB3~锕 (17Mn
MoV64)管道对接接头中,由于管道位移和弯
峨应力的影响,使焊缝金属产生周向裂纹。该
薯:遘的特点是外径和壁厚的比值很大,抵抗力
矩的能力很小。WstE420钢给水窑器的焊缝,
在运行中,周向裂纹从焊缝内面向热影响区扩
展,有时也 向母材延伸。裂纹的扩展发生在有
较高 (300HV)硬度的金属中, 由于氢致应力
的作用,腐蚀深入焊接接头,这可能是造成损
伤的原因。在对细晶粒结构锕的焊接接头损伤
进行分析之后,作者认为,通过加工出高质量
的焊接接头,并严格遵守运行规程是可以提高
焊接接头可靠性的。
结 论
】.管子对接接头不会降低管道和汽管的可
靠性。
2.异型部件及蠕 变条件下工作的异型部件
管子的焊接接头最容易损伤。焊缝金属 热影
响区的粗晶粒区、母材与热影响区之间的区段
可能出现断裂。运行中断裂是由于受外部负荷
的作用、不台格的焊接接头结构及受 制 热 膨
胀,造成应力松驰而引起的。焊缝裂坑,-冷裂
纹、气孔和荐热l中出现的礅裂纹等焊接缺陷,
是运行中产生裂纹的裂源。
黄有全 译自《国外动力业 ’
1988( 2)43—45.
李明华 校
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别为1 34kS'/mm和2 92kS'/mm。所选择的坡口
形式,使形成的热影响医呈直线形且垂直于钢
板表面。焊件的PwHT温度 为593℃和649%;,
经过几次PwHT后,达到1O0h。焊件的 机 械
性能由母材抗拉试验、焊缝横向拉 伸 试 验、
HAZ硬度试验和母材,焊缝 金 属、HAg的却
皿V型缺口冲击实验米确定。
结果表 明 延 长PWHT(1D0小晷圣)后,
母材的屈服强度和抗拉强度分别下降92MPa和
141MPa。这些数据几乎接近或低于此类 钢 规
定值啄 F狠 谜取决于原始强度和pWHT的肘
间及 鹰 PwHT后,母材的20f~·lb CVN转
变温度V 2 o性能没有变化或随PWHT的时间 和
温度 增l瓤面雨降,下降 范 围为0℃一42℃。
特另Il悬对景热轧半镇静钢,焊 态HAZ试样 的
Vt 。通常 大干_澍应的母 材 (性 能 改 进 )。
PWHT后,HAZ的V 。受到不同的影响.变f
范围从22℃升高到61℃,性能的降低取决 ‘
按工艺和PWHT的时间和温度。HAZ缺 口 冲
击韧性的降低量一般低 于 母 材。总的看来,
PwHT后.A572 Grade(C—Mn—V)HAZ降低
最严重 A633Gradec(C·Mn·Cb·A1) HAZ降
低最少。PWHT对焊缝金属V:o的影响分散度
较大,未能查出其总趋势。本文讨论了强度,
韧性和硬度的变化与化学成分和微观结构的关
系。
一
、 材料和实验工作
1.材 料
所砑究的七种锕的说明,化学成分和机械
● · J
性能分别列于表1、表2、表3。所有钢皆 为 工
业生产的25mm厚板材,抗拉实验均满足ASTM
实 验 用 钢 雠 瞩 囊1
A ST
.M 誊. 用 途 USX商品名称 供货袄惫 说 明
、 ⋯ f.1 ·结 构 钢 热 轧 C.M
A5敢 .e1a I 难力窖器甩锢 CHAR—P AC 正 火 C~M12·Si·Al-i-其它
^e砖。: 、。‘ 压力容器用钢 正 必 ’ CjM/1一Si—V—Al
A 588 Gr,ldeA 结 构 锕 C0R TEN B 正 火 C Mn—Sf—Ca+Ni—Cr—V·AI
舢 .G蟹4 结 构瓤 EX—TEN 5O 热 轧 C—M V
A638 GradeC 结 构 ÷1 .FEFTY—N 互 火 C—M Si—Cb—Al
A688 GradeE 结 构 铒j SIXTY—N 正 火 C—Mn Si V.N.Al
实验用钢的化学成分 (产品分折 ) 襄2
钢 - 号 l。t C Mn P S Si C11 Ni C r Mo V Nb Al N
A3
i
G
。 .
0.2I 1.17 0.011 0.022 0.04 0.04 0.∞ 0.05 0.01 <0:002 <0.006 < 0.002 0.003
J
A-5
.87 C!~ssI I.18 1.15 .oo8 o.020 0.29 0.2 E 0.22 0.0g 0.04 <0.002 <0.005 0.0I9 0.0lI
A l2 ‘ 、 22 I.29 0.017 0.025 .22 0.20 0.18 0.15 0.0t 0.044、 <0.005 0.055 0.011
^5船 G leA 口·2 ·0O 口 胛 0.026 0.4 6 0.38 0.20 0.61 0.03 0.087
{ . 20.7 —31 —15.E一87.5 60O.1 —24.8 一56‘£ 一86.6 —140.
— —
A633 Grade C(345/482—62 0) 40I.0 —24.1 一l5.2 —1 5.8 7-3I.7 '561.5 一I4.5 一 a.7 —27.G —59.3
J — — ●
A633 Grade E( 】S/551—689) 486. 一22.7 一‘3.6 —48.:一81.3 [6拍.3 —26.9 —59.0 ·6I.3 一]24.
, 括号中的散值表示规定的届服强度/抗拉强度(。。/01)
F面有横线的数值表示强度低于规定的最小值。
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AWE抗垃娄验 挥缝接头摅拉实验.拍Pa'p 。裘0
粥 号 A06 A537 A588 A572 A633 AG3: 焊按 1艺 C1ass I A612 Grad e A Grad e 5O G rade C Gcad c E
热处理 ,℃/h SMAW SAWSMAW SAW sM'TiW SAW SMAW SAW sMAw SAwIsMAw SAW
l
SIvlAW SA V
— — —
掉 态 484 46O 545 555 593 604 627 561 602 586 583 578 6‘9 651
’
583/1 463 453 529 2 675 578 621 559 607 568 568 559 605 643
gga/5 453 45i 526 531 568 573 61S ,570 582 566 567 50O 633 6 39
‘ —
,
593/25 433 440 51 5 5I3 55t 552 619 577 575 5 0 546 546 C12 e17
g9.3/zo0 424 426 504 496 542 537 595 562 548 538 S35 535 587 5船
— — _ _
649/z 443 449 519 521 562 588 617 5 575 558 —— 546 点0 G1j £17
●
—
— —
e49/S 436 438 508 497 550 537 6,2,1 559 539 541 505 542 59,3 588
649/25 427 420 ● 497 482 525 523 533 531 516 506 530 524 582 559
●
649,1OO 4B2 lOO 475 486 504 5,35 副5 435 475 477 511 512 520 530
●
—
一 — 一
规定曲最小值 400 482 558 d82 448 4B2 55I
备 注 下面划有横线的数值表示在埠缝上断裂,其它的在母材上断裂。
th/59~C PWHT后增l加,然 后下降,而A572
Grade 50锕的屈服强度和抗 拉 强度在 lh和曲
593℃ PWHT后皆蠼加,然后下 降。屈 服 强
度和抗拉强度一般接近我l髀低到这种钢规定的
最小值 (表5中下面翅I横线舶数据 ),特 别 是
在较高温度649~C经过长时间的PwH ,而 原
始抗拉强度为590MPa的A612钢经过lh/649℃
后抗拉强度减小到低于最低规定 值551MPa。
总的说 来,A6:33 Grade C锕 ,PWHT后,强
度损失最小。使强度低于最低规定值的时阀和
温度,可能主要取决于原始强度水平。因此,
强度稍高于最低规定值的钢 板,经PWHT后,
可能不能满足规程要求。
每一个焊球的横向焊缝抗拉实验的结果见
震6。对于多数钢种 谴样在类似经 过PWHT
的母材的抗拉强度下,断裂于母材。A572Gra—
de50的 SMAW和SAW的抗拉实验试 样 在 类
似于母材的抗拉强度下,在焊缝垒属上断裂。
只有A588 Grade A的SAW抗拉试样在低于母
材抗拉强度下,在焊缝金属上断裂。
2.缺口冲击栖性
PwHT前后,分别测定了几个 对 母 材、
HAz和焊缝金属感性趣的cVN转变 鼠 度,即
20J, 27J, 0
.38ram横向膨胀和50%剪切 断裂
行为。由于A3s和A537 Class I锕所用的E7018
~E8018-c3焊 条 分 别 与A.572 Grade 50和
A612钢的相同,因而这两种钢SMAW 焊缝金
属的CVN数据没有作,但其性能料 必 相 似
每一钢种焊缝金属盼CVN特性 自然决定于所采
用的焊接材料。
焊态情况下的母材 、SMAW和SAW HA
z的V 2 0见表7。A36和A572 Grade 50钢是半
镇静热轧钢,由于晶粒粗大,V:。分别为一l5℃
和-lX2 其它钢为铝脱氧镇静和钢 正 火钢,因
此,V 。为-51℃—一76℃。不管怎样,由于多道
焊的晶粒细化作用,A36和A572Gi'ade 50钢焊
件HAZ的V z。有所改善,正火锕的HIAZV 与
母材柜比有微小变化或改善。
下面讨论Pw珏T对每一钢种和HAz的V 。
的影响。
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辉密情况下母材,热彩喻匿20ft fbcVN
转空温度(V。o)汇总 衷7
母材 S/~iAW HAZ SAW HA
— — 一
A 30 一 15 一25 — 48
A S7 C1ass I — 6O —65 —37
A 612 一 73 —79 — 73
A588Gfade A —50 —6O —48
A572 G tade 50 —1 一6O —90
A633 G r~zde C —60 一60 —66
A633 GracIe E —75 —70 —79
1)36钢
A36锕(c—M )母材的V:o随 PWHT时间
和温度增加性能降低 至 于HAZ,PWHT前后
的所有数据均比原始母材优异。检 察HAZ的数
据 可以看出各种处理的V 。有很大的变化。P—
WHTN'A36钢HAz韧性的单独影响是较小的。
2)A537 ClassI锏
PW HT对 A537Class I( C-Mn—Si—A1)
钢母材的V 。有不良影啊,特 别是在649*(2经过
100h处理后,V2。从一6O℃升到 一26"(/ PWHT
后.SI~AW HAZ的V2 D除 了 649℃ 100h时
性 能 略 为降低外,一般V o较低 (一67℃ )。
SAW FIAZ 的 V2。路比 SI~IAW HAZ 的高
(一37℃ ),但PwHT后性能得到撼 蘸
3)A6l2钢
649℃pwHT,A612(c Mn.St—V—A1)
钢母材的V:o从一73℃升到大约一38℃。593℃ P
wHT的数据优于649℃。HAZ的 V2 o数 值 通
常优于母材。PWHT对HAZ韧性的影响通 常较
小。
4)A588 Grade A钢
PWttT对A588 Grade A (C—Mn—Si—Nl
— cr—v—A1 )钢母材和HAZ影响复杂 。 593℃
PW H
,T lOoh,母材的lv2 o降低 达 到 极值,s
Aw I.t~Z 的V2 D在539℃ 25埘 达到 极 值 。
649℃处理V 。降低,母材在5h达到极 值,SA
W H^z盎l 达到极值。SAW HAZ和母材 的
V 。数值有交叉。而SMAW IIAZ数据优 于母
材~nSAW HAZ的数据。通常PWHT对S M A
W HAZ的V2 o影响较小。
5)A572 Gl:~de 50锏
这种钢 (c—Mn—V )Vi o相当高 (一10%),
PWll孓旨显著降低。SMAW和SAW的HAZ的
Vz。开始相当低(分别为一6O 和9O ),这与一
般认为V含量低于O.1O ,不会削弱或甚 至可
能提高焊态HAZ韧性的看法一致。总之PWHT
后,SMAW和SAW的HAZ的V2。都显著降低。
6)A633 Grille C铜
r母材 (c—Mn—si—Nb—A1)、SAW HAZ
和SMAW HAZ的V±D很低 (分别为一6O℃ 到一
f1℃。A633 Grade c是 所 研究的唯一Nb强 化
钢。许多学者的报告认为,Nb在大 约 ~6kS/
mm的高热输人 情 况 下,对 HAZ韧性有不良
影响。当前的结果证实 Nb强化钢在低到适度能
量输入的情况下,有良好 的HAZ韧性。PW HT
后,母 材和 SAW I-IAz的韧性 路 有 下 降,
SMAW ItAZ变化较小。
7)A633 Gtade E钢
PWI-IT后 ,母 杼 《C·Mn—si—V—N At)
的cv±D有些下降 而HAz的V 2。剐固PWttT的
时间和温度而有大的差异。
所有钢种的母檬翱丑Az经过短时 阃 (5h)
和长时间 (i00h)PwHT后,V。。变化情况列
于表8。可以看到,母材在5蛄℃可承受短时 间P
WHT,其V¨下降不超 过“℃ 。但A~72Gra-
de 5O除外,它降低2e℃。593℃较长 时 问PW
I-IT或温度升剜6曲℃,使母材韧性进 一 步 降
低。总的说来,A833 OradeC PwHT 母 材
下降最少。此外,除A572 G~ade 5O外 ,其它
钢的HAZ Vt 降低幅度不超17℃,而且往 往在
短蹦间PWHT后有提高。HAZ的V 。降低 量小
于母材。此外,因为焊态HAZI的V 通 常 很
低,PWHT后Vt。适度增加,仍能满足冲击 韧
性 的要求。
8)焊缝金属韧性
5h和100h PWHT后,SWAw和SAW 焊
缝金属的V:。变化列于表9。结果相当分 散 ,从
39℃到42℃未能嚣察到明显的趋势。周为焊缝
金属的韧性决定于微观结构,而微观结构卫依
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●
!
●
,
PwHT5小时,1O0,b时后,20ft—lbegN转变温度变化(AV:。 汇总 寰B
1
△V1 0,℃ 时
钢 号 母材 SMAW HAZ SAW HAZ
间 503 649 5% 649 593 649
AB6 +11 +31 —14 —8 +1 +14
A537 CIass I +8 +25 — 14 一II 一 14 —14
A 612 + 14 +22 — 3 +3 +6 +3
5h
A58 Gr~1.e -A +II +28 0 一I7 +14 +11 ‘
A572 Grade E0 I +28 +22 +31 +28 +39 +28
A633 Grld{妇 0 +II —I1 —1 0 —3
A633 Gtade E +6 +I4 +I7 —1 +8 +6
—
ASS
.
。
+31 +42 — 8 + 8 +6 +11
A537 IBs$ I +I7 +33 —6 +11 —22 —10
舢 12· +28 +39 +11 +6 十8 +8
100h
A 588 Grage A +30 +I4 —3 — 1l +11 —17
A572 Gfade 5o +42 +36 +22 +17 +61 +53
A633 Gfade C + 4 +22 —8 0 —3 +14
A638 Grade E +22 +31 3 +3 +1g 一8
PwH丁后犀缝盒■20f卜IbcvN转变沮虞变化 CAV ]{亡总 囊9
△V2。 ℃
SMAW 焊缝 金属 SAW 焊缝金属
钢 号
l 5h 100h 5h l∞ h
593 6 9 593 649 593 6 9 593 6 9
A36 一 一14 —6 —6 +22
I
A537 Class I —·14 —36 —39 O
A612 +14 +17 +B +l9 +1 +42 +28 +28
A5鼬 G rade A +6 +22 +25 +22 —3 —17 —31 —31
A572 Gfade 50 —6 +8 —6 + +11 +25 +I1 +3I
A633 G rade C +19 +3 +11 +17 +6 — 8 —3 +28
A633 Gfade E +31 +28 +25 t 31 0 一a +6 —1I
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P.TW 仙 I ^
田5 A588 G rade 钢^的机械性能与Larson—
Mfjlet回火参 敦曲美系
次决定于焊材的选择、熔合比、焊道位置和顺
序、冷却速度和CVN缺口位置,这对于同一母
材与焊材组合中,可观察到焊件之间焊态 和P
WHT后的韧性有不同反应,这是不奇怪 的 。
3.回火
为估计在PWHT时问和温度与现有 研 究
情况不同时,母材或焊缝区机械性能的变化,
常使用Larson—Miller回火参数;
P=T (10+logt)
式中,T是以兰金温标表示的PWHT温 度
(。F+460),t是PWHT时问 (h)。图 3所 示
为A588 Grede A钢母材的典型示例。
4.硬 度
设计者有时规定焊件HAZ硬度最大值,以
减小焊按时产生氢致延迟裂纹或服役期产生应
力腐蚀的敏感性。最大硬度一般出现在最后一
个焊道HAz粗晶区,因为温度峰值导致碳完全
熔于奥氏体中,粗 晶尺寸增大淬硬性,并且没
有随后的焊道对转变物回火 正如所料,PWHT
的回火作用使硬度下降。选种影响通常在较长
时问和较高温度PWHT时更明显 。SMAW H
AZ的焊态硬度,一般比sAw HAZ的 高 。因
50
为低能量输入的SMAW (t."34比2.92kJ~mm -
带来的高的冷却速度,使高硬度的低温转变 产
物 (即贝氏体、马氏f#)数量增加。被随 后的焊
道进行了不同程度回火的再热HAZ硬度,在多
数情况下低于最后一道的HAZ硬度。A588&ra
de A的SAW HAZ例外,可假定在再热HAZ
发生了沉淀硬化。
5.显微结构
实验用钢板为热轧钢和正火钢,微观结构
为铁素体 +珠光体。在高 的峰值温度范围内,
HAZ再次奥氏体化后,钢转变为先共 析 铁 索
体、贝氏体结构 (即含有序碳化物的钢素俸 )
或马氏体,这决定于淬硬性和冷却速度。低能
量输入的SMAW带来的快速冷却,导致 最 后
一 个焊道的HAz比高能量输入的SAW有 较 多
的马氏体 后者存在较多的铁素体和贝氏体。
这就是SMAW最后一个焊道HAZ的硬度 较 高
的原因。而先前的下层焊道的nAZ微结构,经
历了几次热循环,在不同程度上得到回火 。
焊缝金属的微结构,碳含量通常 低 于 母
材,母材主要是铁素体 (先共析、块状、针状
或带有序第二相微粒的铁素体,即马氏体,奥
氏体或碳化物。 )
PWHT,特别是高 温 长时问PWHT,导
致各种微结构碳化物的球化。
.e.PWttT的冶金效应
各种冶盎反应单独造成的强度、硬度和韧
性变化都能在PWHT过程中出现。这些反应是;
1)回 火
除碳含量低的之外,未回火 的马氏体韧性
最差。因此,对于所研究前钢,马氏体含量高于
SAW HAz的焊态SMAW HAz,其 硬 度 和
Vz 通常比sAw HAZ的高。马氏体回火释 放
转变应力,提高韧性,并且造成铗或合金元素
碳化物的沉淀,而可能会提高或是降低韧性,
这主要决定于回火的温度。在高温或 长 时 间
下,回火导致碳化物球化,而降低屈服强度和
抗拉强度及硬度
2)回火 脆 -陆
回火脆蛙是由]:微量元素的偏析所致。诸
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如砷,锡,锑我先共析奥氏体晶界上的磷偏析所
致。主要台金元素 (镍、铬、钼 )会 促 进 偏
析,因此台金钢产生回火脆性是正常的。但在
当前的程序情况下,微量合金元素也会产生回
火脆性。
3)残 余奥 氏体 的转 变
残余奥氏体可转变为铁素体和碳化物,这
会提高强度,但可能使韧性下降。具体决定于
奥氏体的数量、方向及分布情况。
4)时效 变形的消嘹
焊接热循环的多次膨胀收缩,导致在HAZ
产生变形。由于氮化物的存在, 自由氮在高温
下熔解。以后在150~300℃范围 内 再 热 ,如
峰值温度较低的热循环,氯会扩散形成错位,
致使CVN转变温度提高。PWHT会使渗氨体沉
淀。仅管渗氨体 自身沉淀对韧性 有 害,但 可
消除时效变形的有害影 响。时 效 变 形 普 遍
存在于半镇静 钢、‘铝 镇 静 钢 或 渗 氨 强 化
钢
5)沉 淀硬 化
铌 、钒的碳化物在焊接热循环的高温下熔
解,在冷却时不会发生沉淀,但在以后的亚临
界热循环或PWHT过程 中会发生沉淀,其结果
是强度、硬度升高,韧性下降。由于 Nb的 碳
化物熔解温度比V的低,而且Nb比V更容 易在
奥氏体冷却时发生沉淀,因而正如所预料的,
V锕的PWHT脆性敏感性比Nb钢更高。其它方
面也证实了迭一点。从当前的研究工作来看,
PWHT后,对于A572 Grade 50锕,母材 和H
AZ的硬度和韧性下 降 。对 于A633 Grade C
钢,母材和HAZ所受的影响不大。
无铝,渗氮强化锯A572 Grade 50钢同 样
会发生沉淀强化 其它两种V强化钢A588 Gra-
de A和A633 Grade E是镇静锕,PWHT脆 性
I:kA572 Grade 5O低。对其它C—Mn—Si—V—AI
钢的研究表明,V在630~C或 580~C下 ,经 过
5h PWHT后,对HAZ的韧性影响不大。
虽然在研究中没有发现,但根据低能量输
人情况可推测,在其它情况下,特别是在高能
量输入的情况下,观察到Nb对PWH'I、后 HAZ
的韧性彳『不良影响。但其它 的研究表 明 Nb对
低氨锕没有影响 V、Nb、AI,N和 HAZ在
PWHT后 的 冷却速度之间的相互关系十分复
杂,其结果与预计有所不同。即使在焊态时,
当N V同时存在时,结果也根复杂。
7.CVN实验结果的意义
对于当前的工作程序,所设计的 坡 口 尺
寸,使HAZ的CVN缺口能尽量靠近焊缝界 面
在实际捍件中,HAZ形状繁杂。实验在细品粒
较多的区域,而不是在焊缝界面上进行,因此
测量的CVN韧性通常较高。此外 ,由 于HAZ
狭窄,形状复杂及母材和HAZ0]0的焊 缝 金 属
的强度低,实验断裂极少在HAZo由于 成 分
和工艺所造成的对HAZ韧性影晌的混乱 不 同
于测量所造成的混乱。例如焊接模拟热循环获
得CVN或用裂纹尖端位置 (CTOD )试样测量
有尖端纹的韧性,不同于冲击取得的CVN值。
总之,忽略PWHT对韧性 影 响 ,PWHT
对减小残余应力和时效变形从而对实现阻裂和
防止变形及应力腐蚀有益处
8.结 论
对七种具有代表性的钢的实验,其结论如
下 :
1)经过长时间的PWHT 母材表现为低的
屈服强度和扰拉强度,分别为92和]41MPa。
这些数据接近或等于这种锕规定的最小值。这
决定于原始强度和PWHT的时间和温度。
2)母材在O~42的2~)ft—Ib(275)CVN的
转变温度V 。在PWHT后,有的没有变化 ,有
的有一些增减,它随PWHT时间和温度的增加
而更明显
3)HAZ的V 。通常等于或小于对应 的 母
材,特别是两种半镇静热轧钢。
4)锕的HAZ在PWHT的各种作用下,变
化从22~C增加到61℃,这要决定于钢 材 的 类
别,焊接工艺和PWHT的时间和温度。总的看
来,HAZ的恶化通常低子母材。因而 ,PWH
T后,A572 Grade 50的HAZ减小最大,A633
Grade C的HAZ减小 最小 。
5)由1 PWHT对V 。在焊缝金属 中 的 影
5l
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晌相当分散,没有观察到明显的趋势。 于所预料的。
6)最后一道的HAZ粗 晶区通常硬度高 ,
PWHT~,硬度下降。 李云胜
7)PWHT对强度和柳性舶影响是同 时发
生的几个冶垒丘盅舶结果,嗣而这个影响不同 米安居
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