1Cr13不锈钢和Q235碳钢的化学成分及物理性能-共3页.pdf

1Cr13 不锈钢和 Q235 碳钢的化学成分及物理性能1Cr13 不锈钢和 Q235 碳钢的化学成分及物理性能 双击自动滚屏发布者：华润钢铁 发布时间：2010-5-3 阅读：685 次【字体：大 中 小】1Cr13 不锈钢的 Cr 含量在 115135，同时匹配有不大于 015的 C，Cr本身能增加钢的奥氏体稳定性，加入碳后经固熔再空冷会发生马氏体转变，因此 1Cr13 不锈钢焊缝和热影响区焊后状态的组织为硬脆的马氏体组织。另外，1Cr13 的碳当量约为 2 76，因此它的焊接性较差。由于 1Cr13 不锈钢的导热性较 Q235 碳钢差，焊接残余应力较大，加之本闸门主轨的刚度较大，所以从高温直接冷却到 100120以下时很容易产生冷裂纹。由于焊接热循环的作用，1Cr13 不锈钢有较大的过热倾向，晶粒易粗化，热影响区会出现粗大的铁素体和炭化物组织，塑性降低，冷却时能引起脆化，如果再有氢的作用，冷裂纹的倾向就更加明显。三、焊接中的主要问题三、焊接中的主要问题由于 1Cr13 不锈钢和 Q235 碳钢化学成分差异很大，因此它们的焊接属于异种钢焊接，要在熔焊的条件下获得可靠的焊接接头存在许多问题。1、热导率和比热容的差异金属的热导率和比热容强烈地影响着被焊材料的熔化、熔池的形成，以及焊接区温度场和焊缝的凝固结晶。1Cr13 不锈钢热导率约为 Q235 碳钢的一半，这么大的差异可使两者的熔化不同步，熔池形成和金属结合不良，导致焊缝结晶条件变坏，焊缝性能和成形不良。2、线膨胀系数的差异由于 1Cr13 不锈钢与 Q235 碳钢的线膨胀系数不同，造成它们在形成焊接连接之后的冷却过程中，焊缝两侧的收缩量不同，导致焊接接头出现复杂的高应力状态，进而加速裂纹的产生。3、1Cr13 不锈钢和 Q235 碳钢焊接时同样存在焊缝稀释和形成过渡层的问题，导致 Q235 碳钢一侧焊缝形成脱碳层而 1Cr13 不锈钢一侧形成增碳层，随着扩散的持久，使 Q235 碳钢一侧的含碳量降低，变成了铁素体组织，并使焊接接头的焊缝组织成为奥氏体加铁素体。四、焊接工艺措施四、焊接工艺措施为了获得无裂纹的焊接接头，应尽量避免焊接接头熔合线组织与焊缝金属的不一致性，使1Cr13 不锈钢一侧没有显著的稀释现象，在工艺上采取了以下措施：1、正确选择焊接材料1、正确选择焊接材料1Cr13 不锈钢与 Q235 碳钢焊接接头的焊缝金属化学成分主要取决于填充金属。为了保证结构使用性能的要求，焊缝金属的成分应力求接近于其中一种钢的成分。为了尽量减小构件的焊接变形，采取了两名电焊工对称焊接的手工弧焊方法，焊条选用 E5015（或 E309），焊缝金属的 Cr 当量为 56，经回火处理后具有良好的力学性能。2、预热温度和层间温度2、预热温度和层间温度焊前预热和层间温度的控制对减少裂纹的形成有一定影响。预热温度过高，会导致焊缝的冷却速度变慢，有可能引起焊接接头晶粒边界碳化物的析出和形成铁素体组织，大大地降低接头的冲击韧性。预热温度过低，则起不到预热的作用，无法防止裂纹的形成。1Cr13 不锈钢与 Q235 碳钢焊接的预热温度和层间温度要控制在 150300。3、焊后温度的控制及回火热处理3、焊后温度的控制及回火热处理焊后必须缓慢冷却至 100150，保温 051h，使焊接接头的组织全部转变为马氏体，随后才能升温回火，进行热处理。回火温度应控制在 700730范围内，保温时间在 45h。4、操作工艺4、操作工艺为防止不锈钢焊接一侧晶体粗大，产生脆化和裂纹，还要采取以下工艺措施：1 选用小的热输入，小的焊接电流，较快的焊接速度。2 采用短弧焊，电弧稍偏向碳钢母材侧，使两母材金属受热均匀一致。3 由于需要多层焊，前一层焊缝冷却至 200300后焊下一道焊缝。4焊后进行缓冷。具体焊接工艺参数选择如表 3。五、结语五、结语对于 1Cr13 不锈钢与 Q235 碳钢的异种钢焊接，采用手工电弧焊，焊条选用 E5015 或 E309，选择合适的焊前预热温度、焊接电流及速度等焊接工艺参数并进行适当的焊后热处理，就能获得良好的焊接效果，满足焊接结构的使用要求。本工程由于采用了合理的焊接材料和焊接工艺，焊接接头成形良好，未见裂纹的产生。