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彻底解决大线能量焊接对热影响区韧性恶化的难题
日期:2010-12-7 18:36:57    阅读:

    彻底解决大线能量焊接对热影响区韧性恶化的难题

    我国建造的10万m3以上的大型原油储罐用钢板多数是采用日本的钢板,尤以日本JFE株式会社和新日本制铁株式会社为主,它们都采用了新的技术途径和生产工艺,特别是JFE株式会社采用了“低N-高Al-微量Ti”方式生产的JFE-HITEN610E,较彻底地解决了大线能量焊接对热影响区韧性恶化的难题。

    一般造成热影响区韧性恶化的主要原因有三点:晶粒粗大;粒内转变组织为上贝氏体组织;岛状马氏体(M-A)的生成。

    根据上述原因,采取如下相应的措施:以析出的稳定于高温的第二相粒子来防止晶粒变粗大;减少受焊接热影响部位的固溶N量;减少上贝氏体及岛状马氏体(M-A)的生成。

    同时,基于以上现象在化学成分的设计上采取了以下措施:降低钢中的含碳量,设计成低焊接裂纹敏感性钢;减少钢中的含氮量;添加过剩于含氮量的铝;同时添加微量钛。

    降低钢中的含碳量是为了减少碳当量,从而可以降低上贝氏体及岛状马氏体(M-A)生成的趋向,起到提高热影响区韧性的作用。研究表明:当Ceq从0 41%降到0 36%,在大线能量焊接时,焊接热影响区的vTs从15℃降低到-25℃。

    减少钢中的含氮量能够有效地改善热影响区的性能。研究表明:当含氮量从30ppm降到15ppm,在大线能量焊接时,焊接热影响区的vTs从20℃降低到-25℃。

    添加过剩于含氮量的铝的目的在于要形成氮原子周围一定存在铝原子的状态,以及在焊接热循环冷却过程中使铝抓住自由氮。

    添加微量钛就是形成稳定的高温第二相粒子TiN来防止晶粒粗大。同时Ti或Ti-Ca的复合添加不一定能稳定熔点以下高温区域的第二相粒子, 而且部分固溶Ti有时反而对韧性带来不利的影响,因此Ti的量一定要合适。微量钛和过剩于含氮量的铝的加入量要根据钢中的实际含氮量进行适当的调整,以达到最佳的理想配比。

    鞍钢新轧钢股份有限公司和上海宝钢集团公司是国内轧钢装备先进的钢铁公司。鞍钢2004年4月引进国外先进的8000t轧制压力的4 2m轧机,能够生产高性能的压力容器用钢板,也可以按照国际上最先进的生产工艺生产原油储罐用大线能量用调质钢板。鞍钢新轧钢股份有限公司目前正在按照国家发改委的要求,加快开发大线能量用钢的步伐,已经取得初步成效。宝钢在2005年4月引进国外先进的10000t轧制压力的50m轧机,可以生产高性能的压力容器用钢板,已经开发达到国际先进水平的大线能量用钢,争取在以后的国家石油储备基地建设中得到更广泛的使用。

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