20G高壓鍋爐管的焊接工藝認可試驗

16Mn無縫鋼管攪拌摩擦焊焊接接頭具有無氣孔，晶粒細小，疲勞性能、拉伸性能和彎曲性能良好，焊接時無塵煙、無飛濺，節(jié)能，無需焊絲和保護氣體，焊后殘余應力和變形小等優(yōu)點，是一種適用性很好的焊接方法。銅鉻合金由于具有較高的強度、硬度，良好的導電、導熱性及耐腐蝕性，是制備電阻焊電極、金屬模具、大型高速渦輪發(fā)電機導條、電動工具轉向器等的優(yōu)選材料。在發(fā)電機導條、電動工具轉向器的加工制造過程中需要對銅鉻合金進行焊接，目前，主要用熔焊、壓力焊和釬焊等方法。由于銅本身物化性能以及雜質元素的影響，其接頭容易出現氣孔，強度、耐蝕性下降以及焊接變形大等問題。目前關于銅鉻合金攪拌摩擦焊焊接接頭組織和性能研究的報道并不多，為此，作者分別對固溶態(tài)和時效態(tài)銅鉻合金的攪拌摩擦焊焊接接頭顯組織、硬度和電導率進行對比研究，為攪拌摩擦焊接用于鉻合金提供試驗依據。

16Mn無縫鋼管固溶態(tài)銅鉻合金焊接接頭基體的晶粒較粗大，焊核區(qū)為細小的等軸晶，熱機影響區(qū)晶粒尺寸略大于焊核區(qū)，并有一定的流向性，熱影響區(qū)晶粒與基體的相差不大;焊核區(qū)的硬度 為78HB，距離焊縫中心越遠硬度越低，直至達基體硬度。

16Mn無縫鋼管時效態(tài)銅鉻合金接頭基體組織為大小不均的等軸晶，焊核區(qū)晶粒細化，分布不均勻;熱機影響區(qū)晶粒被拉長，具有一定的流向性;熱影響區(qū)晶粒較基體的略有長大;焊核區(qū)的硬度 ，為113HB，距離焊縫中心越遠硬度越低，熱影響區(qū)硬度 ，為91HB，之后回升到基體硬度。

固溶態(tài)銅鉻合金接頭焊核區(qū)的電導率 ，為73.3%IACS，距離焊縫中心越遠電導率越小;時效態(tài)合金焊接接頭電導率由基體到焊縫區(qū)逐漸減小，焊核區(qū) ，為78.1%IACS。

20G高壓鍋爐管鋼材的正火：正火是將高壓鍋爐管加熱到臨界溫度以上，使鋼全部轉變?yōu)榫鶆虻膴W氏體，然后在空氣中自然冷卻的熱處理方法。

  它能過共析鋼的網狀滲碳體，對于亞共析鋼正火可細化晶格， 20G高壓鍋爐管經過正火處理可以提高鍋爐管的綜合力學性能，對要求不高的零件用正火代替退火工藝是比較經濟的。高壓鍋爐管正火溫度是是930℃。

  20G高壓鍋爐管熱處理工藝的改進

  隨著淬火溫度的升高，淬火硬度也有所提高，低于1200℃淬火時，回火時2次硬化現象不明顯。若高于此溫度淬火，碳化物溶解較多，奧氏體合金度增加，從而強化了馬氏體，回火時由馬氏體中析出較多的彌散碳化物，2次硬化才顯示出來。

  提高回火溫度，以防止在模具使用過程中發(fā)生馬氏體向屈氏體轉變，以減小組織應力。由傳統(tǒng)工藝1次回火，改為3次回火，以使淬火后，材料中低硬度的殘余奧氏體較充分地轉變?yōu)楦哂捕鹊?次馬氏體，提高模具力學性能。 改進后的熱處理工藝為：：550℃裝爐(箱式電阻爐加熱，加熱時模腔用“生鐵屑+滲碳劑”保護，以防止模腔脫碳)，保溫40min;再升溫至1150℃，保溫120min，然后出爐油冷至室溫。 回火3次，每次加熱溫度為660℃，保溫90min(采用井式回火爐加熱)。用該熱處理工藝處理的模具使用壽命可達4500次，降低了模具費用，提高了生產效率。