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2.25Cr-1Mo-0.25V钢埋弧焊焊材及熔敷金属组织性能研究

作　者: 王小刚
导　师: 王国栋；徐锴
学　校: 机械科学研究总院
专　业: 材料加工工程
关键词: 加氢反应器埋弧焊材纯净度组织力学性能
分类号: TG42
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

热壁加氢反应器是炼油与煤液化工程的关键设备。经过多年的发展，我国热壁加氢反应器制造技术已日趋成熟，主体材料已实现国产化，但反应器主焊缝埋弧焊焊材却未能与主体材料，特别是主体材料新钢种完全同步配套，还主要依赖进口。本文针对最有应用前景的热壁加氢反应器用2.25Cr-1Mo-0.25V新型耐热钢，研制出了与该钢种配套的主焊缝埋弧焊焊接材料并对其熔敷金属组织性能进行系统研究。研制出了大型热壁加氢反应器用2.25Cr-1Mo-0.25V钢容器主焊缝埋弧焊焊材(焊丝和焊剂)。所研制的配套焊材熔敷金属的化学成分和力学性能及纯净度均达到了ASME标准和加氢反应器容器主焊缝的指标要求。研究了Nb对熔敷金属组织和性能的影响。结果表明，Nb作为ASME标准规定的焊缝金属元素，当其含量在偏下限范围内熔敷金属可获得良好的综合性能。初步探讨了氮对熔敷金属力学性能的影响。结果表明，低氮的熔敷金属可获得良好低温韧性。研制的容器主焊缝埋弧焊材与国外典型的埋弧焊焊材在焊接工艺性能和熔敷金属力学性能及纯净度方面对比，结果表明研制焊材与日本神户制钢所的US-521HD／PF-500D焊材相当。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-13
第一章绪论  13-26
  1.1 选题背景及意义  13
  1.2 加氢反应器的发展演变  13-15
  1.3 2.25Cr-1Mo-0.25V钢及其焊材的国内外研究现状  15-21
    1.3.1 2.25Cr-1Mo-0.25V钢国外研究现状  15-17
    1.3.2 2.25Cr-1Mo-0.25V钢国内研究现状  17-18
    1.3.3 国内外热壁加氢反应器主焊缝焊接材料研究情况  18-21
  1.4 热壁加氢反应器的回火脆性  21-23
  1.5 焊材研制技术条件  23-24
    1.5.1 焊缝化学成分及力学性能指标  23-24
    1.5.2 焊缝抗回火脆化指标  24
  1.6 本文研究内容  24-26
第二章试验材料及试验方法  26-31
  2.1 试验材料及制备  26
  2.2 试验方法  26-31
    2.2.1 焊剂工艺性能试验  26-27
    2.2.2 焊丝／焊剂匹配焊接试验  27-29
    2.2.3 熔敷金属性能试验  29-30
    2.2.4 熔敷金属扩散氢测定  30-31
第三章焊丝的研制  31-36
  3.1 焊丝成分设计思路  31-34
  3.2 2.25Cr-1Mo-0.25V焊丝的研制  34-35
    3.2.1 试验焊丝成分设计  34
    3.2.2 试验焊丝化学成分  34-35
  3.3 本章小结  35-36
第四章焊剂的研制  36-45
  4.1 工程实际对焊剂提出的要求  36-37
    4.1.1 工艺性能要求  36
    4.1.2 冶金性能要求  36-37
  4.2 焊剂类型和渣系的选择及配方调试  37-39
    4.2.1 焊剂类型选择  37-38
    4.2.2 焊剂渣系的选择  38
    4.2.3 焊剂配方调试  38-39
  4.3 焊剂的工艺性能  39-41
    4.3.1 电弧稳定性  39
    4.3.2 脱渣性  39-40
    4.3.3 焊道成形  40-41
  4.4 焊剂的冶金性能  41-44
    4.4.1 焊剂的碱度  41
    4.4.2 焊剂的硫、磷含量  41
    4.4.3 焊剂的合金元素过渡特性  41-44
  4.5 本章小结  44-45
第五章熔敷金属组织性能研究  45-55
  5.1 熔敷金属化学成分  45-46
  5.2 熔敷金属力学性能  46-47
  5.3 熔敷金属扩散氢  47-48
  5.4 熔敷金属显微组织特征  48-50
    5.4.1 熔敷金属的光学显微组织  48-49
    5.4.2 熔敷金属断口形貌分析  49-50
  5.5 熔敷金属中的非金属夹杂物  50-53
  5.6 本章小结  53-55
第六章 Nb和N对熔敷金属组织和性能的影响  55-67
  6.1 Nb对熔敷金属组织和性能的影响  55-63
    6.1.1 试验结果  55-61
    6.1.2 试验结果分析  61-63
    6.1.3 小结  63
  6.2 氮对熔敷金属性能的影响  63-67
    6.2.1 试验结果  63-65
    6.2.2 试验结果分析  65
    6.2.3 小结  65-67
第七章新研制焊材与国外同类焊材的对比  67-74
  7.1 焊剂工艺性能试验  67-68
    7.1.1 电弧稳定性  67
    7.1.2 脱渣性及焊道成形  67-68
  7.2 焊剂冶金性能  68-69
    7.2.1 焊剂碱度  68-69
    6.2.2 焊剂合金元素过渡特性  69
  7.3 焊材及熔敷金属化学成分  69-71
    7.3.1 化学成分  69-71
    7.3.2 熔敷金属扩散氢  71
  7.4 熔敷金属力学性能  71-72
  7.5 本章小结  72-74
结论  74-75
参考文献  75-80
致谢  80

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