鐵素體耐熱鋼的焊接工藝及熱處理

劉鴻彥，李衛(wèi)華，孫修圣，葛會(huì)

（南京寶色股份公司，江蘇 南京 211100）

前言

SA335 P91鐵素體型耐熱鋼以其優(yōu)良的力學(xué)性能、耐高溫性能以及抗蠕變性能在電力行業(yè)中應(yīng)用廣泛，憑借較高的性價(jià)比成為蒸汽管道、再熱器、高溫過(guò)熱器集箱等裝置的首選用鋼[1～3]。但是SA335 P91的碳當(dāng)量較高，焊接性較差，焊接工藝要求難度大，制造過(guò)程中工藝控制稍有不當(dāng)時(shí)，極易出現(xiàn)焊接冷裂紋、焊縫韌性低、焊接熱影響區(qū)軟化等質(zhì)量問題，影響產(chǎn)品使用性能。為規(guī)范工藝要求，指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)際，控制焊接質(zhì)量，保證焊接接頭性能，確保產(chǎn)品制造順利及使用安全，本文對(duì)SA335 P91鐵素體型耐熱鋼進(jìn)行材料及焊接性分析，制定預(yù)焊接工藝規(guī)程，并對(duì)焊接工藝進(jìn)行試驗(yàn)及檢測(cè)確認(rèn)，通過(guò)全過(guò)程控溫措施，形成評(píng)定，并提出質(zhì)量控制要點(diǎn)，為同行提供一種工藝參考。

1 SA335 P91 材料及焊接性

1.1 化學(xué)成分及力學(xué)性能

SA335 P91鐵素體耐熱鋼的化學(xué)成分如表1所示，力學(xué)性能如表2所示。

表1 SA335 P91材料化學(xué)成分（%）

表2 SA335 P91材料力學(xué)性能

1.2 焊接性能分析

根據(jù)表1中母材成分含量，鐵素體耐熱鋼SA335 P91屬于中合金鋼，參考適用于含碳量較高、強(qiáng)度級(jí)別中等的非調(diào)質(zhì)低合金高強(qiáng)鋼的國(guó)際焊接學(xué)會(huì)推薦的碳當(dāng)量計(jì)算公式[4]，對(duì)SA335 P91中合金鋼的碳當(dāng)量進(jìn)行參考計(jì)算可知CE=2.03%，通常的低合金高強(qiáng)鋼在CE＜0.4%時(shí)，材料的淬硬傾向較小，焊接性良好，當(dāng)CE＞0.5%時(shí)，材料易淬硬，焊接性變差。大致可知此SA335 P91具有相當(dāng)高的冷裂傾向，根據(jù)筆者的前期試驗(yàn)，驗(yàn)證了SA335 P91鋼在不預(yù)熱條件下焊接裂紋達(dá)100%，當(dāng)預(yù)熱到200～250℃時(shí)可有效的減少冷裂紋的產(chǎn)生。……