9Ni鋼手工電弧焊和自動埋弧焊接頭的組織及力學性能

朱青松，代建清，彭云，齊彥昌，馬成勇

（1.昆明理工大學材料科學與工程學院，昆明 650093；2.鋼鐵研究總院，先進鋼鐵流程及材料國家重點實驗室，北京 100081）

0 引 言

9Ni鋼由美國阿賽洛米塔爾國際鎳公司于1944年開發出來的，為鎳質量分數在8.5%～10%范圍內的鐵－鎳系低碳馬氏體超低溫鋼。由于其在－196℃下仍具有優異的低溫韌性，被廣泛用于制造大型液化天然氣（LNG）儲罐等低溫設備［1］。9Ni鋼在焊接過程中容易出現冷裂紋、熱裂紋、低溫韌性下降和電弧磁偏吹現象，導致產生未焊透、夾雜、氣孔等缺陷［2］，因此9Ni鋼的焊接是LNG低溫儲罐制造的關鍵點和難點之一。從焊接冶金的角度來說，手工電弧焊最能保證焊接接頭的性能，但由于人為操作因素的影響，薄板接頭的焊縫、熱影響區的低溫韌性不穩定。自動埋弧焊的自動化水平高，適用于大熱輸入焊接，有利于獲得性能良好的焊接接頭［3］。目前，9Ni鋼的焊接技術一直被少數發達國家所掌握，而我國對于9Ni鋼焊接的研究和探索較晚，技術相對滯后。可見，開展9Ni鋼焊接工藝的研究意義重大。鑒于此，作者對該鋼板材分別進行了手工電弧焊接和自動埋弧焊接，研究了兩種焊接接頭的組織及力學性能，以期為9Ni鋼的焊接提供理論和試驗依據。

1 試樣制備與試驗方法

試驗材料為某鋼廠生產的9Ni鋼板，其熱處理狀態為淬火＋回火。試驗用9Ni鋼的化學成分及低溫拉伸性能（－196℃）分別見表1和表2。

表1 試驗用9Ni鋼的化學成分（質量分數）Tab.1 Chemical composition of tested 9Ni steel（mass ） %

表2 試驗用9Ni鋼在－196℃下的拉伸性能Tab.2 Tensile properties of tested 9Ni steel at－196℃

手工電弧焊試樣的尺寸為500mm×200mm×12mm，選用φ3.2mm 伊薩 OK92.55型電焊條（ENiCrMo－6）進行焊接，該電焊條的化學成分和性能滿足AWS A5.11－2005的要求。……