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有关使用耐磨泵管的工况条件

作者:沧州海纳建筑机械有限公司 浏览: 发表时间:2019-12-26 17:01:01

        耐磨泵管一般用于-110~-20℃工况条件。按适用温度范围,低合金低温用钢可分为-40℃、-70℃、-90℃、-10℃钢;按照钢材的合金体系低合金低温用钢可分为不含镍及含镍的两大类。不含镍的低温用钢一般工作温度在-40℃以上,而含镍的低温钢根据镍含量的高低,可以工作在较低的温度下,如2.5%Ni钢可以用于-60℃以下,3.5%Ni钢可以用于-110~-90℃。列出了我国常用低合金低温压力容器用钢的化学成分及力学性能。低合金低温用钢一般是通过合金元素的固溶强化、晶粒细化,并通过正火或正火+回火处理细化组织晶粒,从而获得良好的低温韧性。在低温用钢中常用合金元素是Mn、Ni、V、Nb等,如我国低温压力容器用钢09Mn2ⅤDR、15MnNiDR及O9MnNiDR等,为保证低温韧性,在低温用钢中尽量降低碳含量,并严格控制SP含量。低合金低温用钢还有相应的铸件、锻件及管材JB4727—2000中对5种常用的低合金低温钢锻件的化学成分、力学性能做出了规定。低合金低温钢中(C)≤0.2%,同时合金元素的总质量分数不超过5%,碳当量较低,淬硬倾向较小,因此冷裂敏感性不大。耐磨泵管焊接时一般可不预热,但应避免在低温下施焊。当板厚超过25mm或焊接接头的拘束较大时,应采用适当的预热措施,以防止焊接冷裂纹,但预热温度不能过高,一般控制在100~150℃,预热温度过高会导致焊接接头组织粗化,致使焊接接头韧性降低。

        低合金低温钢中N可能增大热裂倾向,焊接过程中应注意防止热裂纹的产生,但由于这类钢及焊接材料中的C、及P的含量控制较低,采用合理的焊接参数,增大焊缝成形系数,可以避免热裂纹的产生。某些低温钢中,由于含有V、Ti、Nb、Cu、N等元素,在焊后消除应力热处理时,如果加热温度处于回火脆性敏感温度区间(450~550℃)会析出脆性相,而使低温韧性降低,选择合理的焊后热处理工艺,减少在敏感温度区间的保留时间,可以避免回火脆性的产生。对低温钢焊接接头的评定中,最重要的是必须保证焊接接头在使用温度下具有足够的冲击韧度和抗脆断能力,确保结构的使用安全。因此正确选择焊接材料,制定优化的焊接工艺,确保焊接接头中焊缝金属和热影响区的低温韧性是低温钢焊接时的技术关键。焊接接头的低温韧性对9%Ni钢来说是个非常重要的问题包括焊缝金属、熔合区和热影响区三个区域,都可能发生韧性恶化。

        ①焊缝金属。焊缝金属的低温韧性与焊接材料有关。用与母材成分相同的材料时,焊缝金属的韧性很差,主要是因为焊缝金属的含氧量太高。如果硅含量也较高,其韧性降低更大。所以,只有在TG焊接时才采用同质焊接材料。9%N钢的焊接材料主要采用Ni基、Fe-Ni基和Ni-Cr奥氏体不锈钢等三种类型。Ni基和Fe-Ni基焊接材料的低温性能良好,线胀系数与母材相近,但成本高,强度偏低。Ni13-Crl6奥氏体不锈钢型焊接材料的强度稍高,但低温韧性较差,线胀系数与母材相差较大,而且易在熔合区出现脆硬组织。用同质焊接材料焊9%Ni钢时,其韧性与母材相近。②熔合区。熔合区的低温韧性主要与出现脆性组织有关。当采用Nil3-Crl6型奧氏体不锈钢焊接%Ni钢时,熔合区既非奥氏体不锈钢,也非9%N钢化学成分。耐磨泵管和奥氏体不锈钢都具有良好的韧性,但这时熔合区中的Cr、Mn等元素的含量都比9%Ni钢高,碳也在熔合区偏聚,其硬度为363~380HV,明显高于焊缝金属(207HV)和热影响区(308-332HV)。熔合区的硬度偏高的位置是在焊缝边界上的不完全混合区。该区的硬脆性主要是因为形成了有板条马氏体和孪晶马氏体组成的混合马氏体所致。③热影响区。9%Ni钢焊接时在加热到700~900℃以及1250℃以上的区域,其韧性明显恶化。而加热到1050~1250℃时韧性有所回升。在700~900℃C区间加热时,由于它是处于铁素体-奥氏体两相区,加热时生成部分高碳奧氏体,冷却后转变为岛状马氏体,因此很脆。在1050~1250℃区间加热时,由于奥氏体转变已完成,得到均匀的奥氏体,冷却后转变为低碳马氏体因此韧性较高。而加热达1350℃时,晶粒粗大,又可能出现上贝氏体,因而韧性较差。而在550~600℃温度加热时,能得到较多的逆转奥氏体,因而韧性较高。此外,冷却速度对低温韧性也有影响。冷却速度越快,韧性越好。钢中P含量对韧性也有影响,当为(S)0.005%时,w(P)应在0.009%以下为好。


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