模拟焊后热处理对12Cr2Mo1R厚钢板冲击性能的影响

摘要: 研究了模拟焊后热处理 ( PWHT ) 、阶段冷却热处理对临氢重整设备 用 12Cr2M o1R 钢厚钢板的组织和冲击性 能的影响, 试图建 立厚钢板的组织与冲击韧性之 间的联系。结果表明, 采用正火 ( 加速冷却 ) + 回火生产的 95 mm 厚 12C r2M o1R 钢板, 显微 组织以贝 氏体为主, 其中分布着一定数量的 Cr、M o析出相 , 具有良好的低温冲击 韧性; 经模拟焊后 热处理和 阶段冷却热 处理后, 基体 组织未 发生明显变化, 有新的尺寸更小的析出相析出, 其脆化 指标 V T r54 + 2 5 V T r54值为 - 97 。经 不同模 拟热处 理后, 未明显 变化的 基体组织和晶粒内 1~ 2 m 的亚晶使厚钢板仍具有高的低温冲击韧性, 母材中原有碳化物析出相和在不同模拟热处理条 件下的新 析出的细小碳化物相 , 未显示出对低温冲击韧性不利影响。 关键词: 12Cr2M o1R 钢; 模拟焊 后热处理; 阶段冷却热处理; 显微组织; 冲击吸收功 中图分类号: TG 161; TP391 77 文献标识码: A 文章编号: 0254 6051( 2009) 04 0100 05
图 2 95 mm 厚 12C r2M o1R 钢板经 920 正火 + 735 回火后的显微组织 ( a) 光学金相; ( b) 扫描电镜; ( c) 透射电镜; ( d) 能谱分析
F ig 2 M icro structure o f 12Cr2M o1R heavy p la te w ith thickness o f 95 mm a fter no rm aled a t 920 and tempered at 735 ( a) op tical m icrograph; ( b) SEM; ( c) TEM; ( d) EAD
2 Baoshan Iron & Stee l Co , L td , Shangha i 201900, Ch ina) Abstrac t: Fo r establish ing a re lationsh ip be tw een the im pact toughness and m ic rostructures, the effects of simu la ted po st w eld heat treatm ent ( PW HT ) and step coo ling heat treatment on the m icro structures and im pact properties of 12Cr2M o1R stee lheavy p la te fo r hydrogen re fo rm ing equ ipm ent we re stud ied T he results show tha t the 12Cr2M o1R stee l heavy plate w ith thickness of 95 mm which is processed by the norm a lization w ith accelerated coo ling + tem pering has the m icrostructures o f dom inant ba in ite w ith som e prec ip itation phases of chrom ium and mo lybdenum e lements, and has good im pact toughness a t low temperature A fter simulated PWHT and step coo ling heat treatm ent, its m icrostructure has no obv ious change and has som e new sm alle r size prec ip itation phases, and its brittle va lue o f vT r54+ 2 5 vT r54 is - 97 . T he unchanged m icrostructures of base m e tal and the ex istence o f sub g ra ins w ith size o f 1 2 m after var ious sim ulated heat trea tm ents still m a inta in its h igh impact toughness at low tem perature T he or ig ina l prec ip itated phases in base me tal and new prec ipita ted phases do no t have neg ative e ffects on the low temperature im pact toughness K ey word s: 12C r2M o1R stee ;l simu la ted postw eld hea t treatm ent ( PWHT ); step coo ling heat trea tm ent; m icrostructure; impact abso rb energy
2 2 最大模拟焊后热处理后的组织 95 mm 厚 12C r2M o1R 试板经最大模拟焊后热处
理后的显微组织见图 3。从图 3可以看出, 经最大模 拟焊后热处理后, 在 12C r2M o1R厚钢板的基体组织仍 为贝氏体, 由晶粒尺寸为 1~ 2 m 的亚晶组成。除母 材中原有的碳化物析出相外, 在一次晶界或亚晶界附 近, 析出尺寸更小的条状或圆形状碳化物相, 能谱分析 结果表明同样含有 Fe、C 、r M o等元素。
对 12C r2M o1R钢板母材和经不同模拟热处理后
2 试验结果
2 1 母材金相组织 经 920 正 火 ( 加 速 冷 却 ) + 735 回 火 后,
95 mm厚 12C r2M o1R钢板的显微组织见图 2所示。母 材基体组织以贝氏体为主, 晶内分布着条块状的碳化 物相。能谱分析结果表明, 这些碳化物含有 F e、Cr、M o 等元素。
E ffects of sim ulated PWHT on impact properties
of 12C r2M o1R steel heavy p late
JI ANG H ong sheng1, 2, ZHANG H an qian2, CONG Y u2, WANG G uo dong1 ( 1 Schoo l ofM a terial Processing Eng ineering, N o rtheastern U nivers ity, Shenyang L iaon ing 110006, Ch ina;
2 3 最小模拟焊后热处理后的组织 95 mm 厚 12C r2M o1R 试板经最小模拟焊后热处
理后的显微组织见图 4。从图 4可以看出, 基体组织 为贝氏体, 仍由尺寸为 1~ 2 m 的亚晶组成。与正火 + 回火态母材相比, 除原有的碳化物析出相外, 晶内析 出一定数量接近微米级碳化物, 但其数量少于最大模 拟焊后热处理。能谱分析表明, 其中同样富集 Fe、Cr、 M o等元素。
10 2
第 34卷
图 3 95 mm 厚 12Cr2M o1R 钢板经 690 保温 26 h最大模拟焊后热处理后组织 ( a) 光学金相; ( b) 扫描电镜; ( c) 透射电镜; ( d) 能谱分析
F ig 3 M ic rostructure of 12C r2M o1R heavy plate w ith th ickness of 95 mm by m ax im um sim ulated PW HT at 690 ( a) opt ical m icrograph; ( b) SEM; ( c) TEM; ( d) EAD
临氢重整设备是石油化工行业的关键设备之一, 所用材料为 2 25Cr1M o 型 ( 国标牌号为 12C r2M o1R ) 厚钢板。近年来, 随着国民经济的快速发展, 我国石油 化工行业对 2 25Cr1M o型厚钢 板的需求量大 幅度上 升。但是, 国内除个别钢厂成功开发 12Cr2M o1R 厚钢 板 [ 1 2] 并少量 供 应外, 国内 所 需 的临 氢 重 整设 备 用 2 25Cr1M o型厚钢板长期以来仍主要依赖进口。为扭 转 2 25Cr1M o 型厚钢板长期依赖进口的局面, 在借鉴 国内外钢厂生产经验和应用实践的基础上, 根据宝钢 5 m 厚 板生 产线 装备 的实 际情 况, 对 2 25Cr1M o 型
ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ
for 26 h
图 4 95 mm 厚 12C r2M o1R 钢板经 690 保温 8 h最小模拟焊后热处理后的组织 ( a) 光学金相; ( b) 扫描电镜; ( c) 透射电镜; ( d) 能谱分析
F ig 4 M icrostructure o f 12Cr2M o1R heavy plate w ith th ickness o f 95 mm by m in im um sim ulated PWHT a t 690 ( a) op tical m icrograph; ( b) SEM; ( c) TEM; ( d) EAD
1 试验材料与方法
试验材料 为宝钢 5m 厚板产线生 产的 95 mm 厚 12C r2M o1R钢板, 其主要化学成分 ( 质量 分数, % ) 为 0 13C、 0 99S、i 0 49M n、0 007P、 0 0022S、 2 34Cr、 0 99M o、余量 F e。
第 4期
姜洪生等: 模拟焊后热处理对 12C r2M o1R 厚钢板冲击性能 的影响
在加工的 冲击试 样附近 取金相 试样, 用 LE ICA M EF 4光学显微镜、S 4200扫描电镜和 JEOL 200CX 透 射电镜等对 12C r2M o1R 钢板母材和经 不同模拟热处 理后试板的金相组织进行观察。