论文部分内容阅读
随着我国低碳经济的倡导和天然气的普及,液化天然气LNG需求增加。LNG储罐用9Ni钢的焊接,是制造LNG储罐施工的关键环节。我国9Ni钢发展较晚,直到2006年才有国产9Ni钢的出现,9Ni钢焊接材料至今仍依靠国外进口,这使得我国LNG储罐的建设成本高、周期长,阻碍着我国LNG产业的发展。开展对9Ni钢用焊接材料的研制和相关理论研究对9Ni钢焊接材料的国产化有着重要意义。 本文在对9Ni钢用国外ENiCrMo-6焊条药皮、焊芯、熔敷金属和熔渣成分系统分析的基础上,结合自主研制ENiCrMo-6型焊条的经验,对该焊条的焊接冶金特性做了深入分析。焊缝金属合金体系为Ni-Cr-Mo合金体系,镍含量高达67%,焊芯为纯镍焊芯,其余元素通过药皮过渡,药皮中主要物质为大理石、萤石及较多的W、Mo、Nb、Cr等合金粉末,熔渣的渣系为CaO-CaF2-SiO2,熔渣中产生了这三种物质的盐的混合物。 自主研制的焊条,熔敷金属韧性达到了要求,但强度偏低,针对熔敷金属的性能改进,利用电子探针、扫描电镜、光学显微镜等手段对其显微组织进行分析,其组织为单一奥氏体组织,在低温下也能稳定存在,具有良好的低温韧性,焊缝中存在三种不同晶界,凝固亚晶界、凝固晶界和迁移的晶界,熔敷金属组织中存在着明显的偏析现象,与C、Nb的含量有关。 对9Ni钢焊接接头进行了拉伸强度、低温冲击试样和微观组织分析,冲击断口的扫描电镜结果显示,断口形貌纤维区面积比例大,存在尺寸不同的韧窝,为韧性断裂,9Ni钢母材为马氏体组织,含少量逆转变奥氏体,焊缝组织为奥氏体,过渡区域成分和性能变化很大,显微硬度的测试表明,9Ni钢焊接热影响区硬度高于母材高于焊缝金属,硬度值与韧性强度相反,9Ni钢的热影响区为焊接接头的韧性薄弱地带。 制作了Ni、Cr含量不同的ENiCrMo-6型焊条,对其性能和熔敷金属微观组织进行分析,在多层多道焊中,后一道焊对前一道焊有热处理的作用,后一道焊缝奥氏体晶粒更均匀细小,焊接缺陷更少,Ni、Cr含量的变化整体而言对组织和性能影响不十分明显,Ni含量增加,焊缝韧性增加,Cr含量增加,Cr的固熔强化作用使得焊缝强度得到提升。本试验的研究为9Ni钢ENiCrMo-6焊条的研制提供了理论依据和实践经验。