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

隨著中國石油化學工業的迅速發展，氣體的液化、分離和液化氣體的生產、貯運及應用已相當普遍，低溫技術和設備的發展促進了低溫壓力容器用鋼的發展[1-3]。中國的0.5Ni低溫鋼系在德國、法國相應鋼號的基礎上調整了化學成分，改進為-70 ℃級用鋼，命名為09MnNiDR。09MnNiDR鋼是目前國產低合金鋼中使用溫度最低的鋼種，作為-70 ℃級0.5Ni低溫鋼代替進口低溫鋼材在低溫壓力容器制造領域得到了廣泛應用[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評定。但隨著化工行業的飛速發展，化工設備的大型化，厚板的低溫容器用鋼需求量越來越大，對于厚板的焊接性能研究顯得尤為重要。

1 實驗材料成分及性能

選用南京鋼鐵股份有限公司(以下簡稱“南鋼”)開發生產的09MnNiDR低溫容器鋼板，厚度為100 mm，供貨狀態為正火。實驗鋼板的性能參數如表1所示。

表1 09MnNiDR鋼的性能參數

2 實驗過程

2.1 熱模擬試驗

為了考察焊接線能量對鋼板焊接接頭熱影響區力學性能的影響，在Gleeble-3500熱模擬試驗設備上進行焊接熱影響區模擬試驗。模擬焊接線能量輸入為10～60 kJ/cm，試驗獲得不同線能量輸入時的熱循環曲線、表征冷卻速度的t8/5與線能量的關系如圖1所示。

對熱模擬試驗后的試樣以加熱點為中心加工成標準沖擊試樣，進行熱影響區沖擊性能試驗。試驗結果如表2所示。

表2 不同線能量模擬后的沖擊試驗結果