低溫壓力容器用厚鋼板09MnNiDR的焊接性能研究

劉繼宏

(南京鋼鐵股份有限公司，江蘇 南京 210035)

引 言

隨著中國石油化學(xué)工業(yè)的迅速發(fā)展，氣體的液化、分離和液化氣體的生產(chǎn)、貯運(yùn)及應(yīng)用已相當(dāng)普遍，低溫技術(shù)和設(shè)備的發(fā)展促進(jìn)了低溫壓力容器用鋼的發(fā)展[1-3]。中國的0.5Ni低溫鋼系在德國、法國相應(yīng)鋼號(hào)的基礎(chǔ)上調(diào)整了化學(xué)成分，改進(jìn)為-70 ℃級(jí)用鋼，命名為09MnNiDR。09MnNiDR鋼是目前國產(chǎn)低合金鋼中使用溫度最低的鋼種，作為-70 ℃級(jí)0.5Ni低溫鋼代替進(jìn)口低溫鋼材在低溫壓力容器制造領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用[4-7]；且09MnNiDR鋼要求在使用溫度下具有足夠的韌性及抗脆性破壞能力[8]。1991年09MnNiDR鋼板及其配套焊材通過了壓力容器用新材料的技術(shù)評(píng)定。但隨著化工行業(yè)的飛速發(fā)展，化工設(shè)備的大型化，厚板的低溫容器用鋼需求量越來越大，對(duì)于厚板的焊接性能研究顯得尤為重要。

1 實(shí)驗(yàn)材料成分及性能

選用南京鋼鐵股份有限公司(以下簡稱“南鋼”)開發(fā)生產(chǎn)的09MnNiDR低溫容器鋼板，厚度為100 mm，供貨狀態(tài)為正火。實(shí)驗(yàn)鋼板的性能參數(shù)如表1所示。

表1 09MnNiDR鋼的性能參數(shù)

2 實(shí)驗(yàn)過程

2.1 熱模擬試驗(yàn)

為了考察焊接線能量對(duì)鋼板焊接接頭熱影響區(qū)力學(xué)性能的影響，在Gleeble-3500熱模擬試驗(yàn)設(shè)備上進(jìn)行焊接熱影響區(qū)模擬試驗(yàn)。模擬焊接線能量輸入為10～60 kJ/cm，試驗(yàn)獲得不同線能量輸入時(shí)的熱循環(huán)曲線、表征冷卻速度的t8/5與線能量的關(guān)系如圖1所示。

對(duì)熱模擬試驗(yàn)后的試樣以加熱點(diǎn)為中心加工成標(biāo)準(zhǔn)沖擊試樣，進(jìn)行熱影響區(qū)沖擊性能試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

表2 不同線能量模擬后的沖擊試驗(yàn)結(jié)果