基于松弛應變控制的2.25Cr1Mo0.25V鋼焊接接頭CGHAZ再熱裂紋開裂判據

張皓羽 李業 康張宜 胡瀟寅 / 上海市計量測試技術研究院

0 引言

2.25Cr1Mo0.25V鋼是目前加氫反應器用鋼的首選材料[1-3]。2.25Cr1Mo0.25V鋼具有比傳統CrMo鋼更高的高溫強度、更好的抗蠕變和抗氫性能，但由于添加V、Ti等強碳化物形成元素，該鋼種的焊接性能變差，尤其焊接接頭對再熱裂紋的敏感性大大增強。該問題已經成為加氫反應器成型制造過程中的主要問題之一[4-5]。

再熱裂紋主要發生于焊接接頭熱影響區的粗晶區（coarse grain heat-affected zone，CGHAZ），偶爾也在焊縫金屬中出現[6]。對于CGHAZ中再熱裂紋的研究還處于起步階段，這是因為焊接接頭CGHAZ只有大約1 mm，所以對再熱裂紋的研究很難深入。熱模擬試驗通過對母材試樣施加一定的熱，將其制備為CGHAZ的相似材料，國內外一些學者通過熱模擬的方法對低合金高強鋼焊接接頭CGHAZ的再熱裂紋開裂機理開展研究[7-8]，但對2.25Cr1Mo0.25V鋼焊接接頭CGHAZ中再熱裂紋起裂條件的判定缺乏系統的研究。

2.25Cr1Mo0.25V鋼焊接接頭CGHAZ是產生再熱裂紋的主要區域，系統地研究其產生再熱裂紋的條件和規律對工程應用具有重要價值。本文通過熱模擬試驗獲取CGHAZ的相似材料，進而采用高溫應力松弛試驗研究實際焊接接頭CGHAZ在焊后熱處理過程中的再熱開裂行為。研究結果為深入了解2.25Cr1Mo0.25V鋼焊接接頭CGHAZ中的再熱裂紋開裂條件以及作為相關金屬材料檢測過程中材料性能判定提供依據。

1 熱模擬試驗

熱模擬試驗的結果主要取決于模擬參數的選擇，主要影響參數為峰值溫度（Tp）、峰值溫度停留時間（tp）、熱輸入（Q）、加熱速率（ωH）和預熱溫度。……