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T91/P91耐热钢专用焊条的研制

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随着我国电力事业的快速发展,高参数、大容量的火电机组不断涌现,T91／P91马氏体耐热钢因其优良的性能而得到日益广泛的应用。然而,国产T91／P91钢焊条,与工业发达国家的产品相比,焊条工艺性较差,而且焊缝显微组织和力学性能也不稳定。目前T91／P91钢焊接材料仍几乎全部依赖进口,因此开发高性能的焊条,可以降低制造成本。　　 本文为研制T91／P91钢专用焊条进行了一系列的试验,通过正交试验研究并分析了焊条药皮中大理石、萤石、石英等主要成分对焊条工艺性的影响,确定了最优的大理石、萤石和石英配比,并在此基础上对焊条药皮其他成分进行了微调整,使T91／P91钢专用焊条具有优良的焊条工艺性。在焊条工艺性最优的配方基础上添加微量稀土,研究了稀土元素对焊条熔敷金属中非金属夹杂物形态、大小和分布的影响,及对晶粒细化的促进作用,采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)对焊条熔敷金属进行了组织结构表征,用维氏硬度计、拉伸试验机和冲击试验机测试了焊条熔敷金属的力学性能。　　 结果表明:在试验范围内,大理石含量对焊接飞溅、脱渣性能及焊缝成形影响较大,萤石含量对焊接飞溅影响较大,石英含量对焊缝成形影响较大,优化焊条焊接飞溅较小、脱渣容易、焊缝成形美观。在优化焊条基础上加入稀土,随焊条药皮中稀土合金加入量的增加,熔敷金属的晶粒大小有减少的趋势,试验范围内药皮中稀土合金为2.0％时,晶粒最细小,而稀土加入量对熔敷金属硬度影响不大。熔敷金属中夹杂物数量和颗粒直径随稀土含量的增加呈减少趋势,当药皮中稀土合金含量约2.0％时夹杂物以氧化铝夹杂为主,颗粒最小,均匀弥散分布。经高温回火后,熔敷金属为回火马氏体组织,光镜下观察到原来的马氏体板条束位向不再明显,药皮中稀土合金为2.O％的55＃焊条熔敷金属,经XRD和SEM验证为回火马氏体组织,细小的铬的碳化物颗粒弥散分布在马氏体内部,而在马氏体板条界面处稍有集中。　　 在所有试验中,55＃焊条工艺性优良,电弧稳定、飞溅细小、成形美观、自动脱渣；熔敷金属晶粒最为细小,以氧化铝为主的夹杂物弥散分布、尺寸最小；高温回火后为回火马氏体组织,细小的铬的碳化物主要弥散分布在马氏体内部；硬度值在合理范围之内,拉伸和冲击试验结果显示力学性能符合欧洲标准,性能合格。55＃焊条为试验研究的最优配方焊条。

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