30CrMo焊接工艺研究
30CrMo热处理工艺及低温冲击性能研究
2018年 第7期 热加工H热处理eatTreatment5630CrMo 热处理工艺及低温冲击性能研究■ 刘琼摘要:对30CrMo材料进行了热处理工艺低温冲击性能研究,结果表明金相组织得到马氏体高温回火组织,综合力学性能最优,低温冲击韧度最好。
同时进一步研究了优化工艺下30CrMo 材料的冷脆转变特征,结果表明其脆性转变温度为-65~-70℃。
关键词:30CrMo ;热处理工艺;低温冲击性能;冷脆转变扫码了解更多随着我公司出口俄罗斯石油钻机日益增多,尤其近来北极、亚北极地区油气资源的开发,低温钻机的研制已成为行业关注的重点。
其中材料在低温环境的适应性成为钻井装备越来越突出的问题。
由于金属材料在低温下具有冷脆性,所以,低温材料成为低温钻机研究的难点之一。
本课题重点研究了合金结构钢30C r M o 在低温环境的性能特征及热处理工艺优化方案,使其达到标准规定的低温冲击性能。
1. 问题的提出井架是钻机的主要承载件之一,其中销轴是连接井架部件的关键零件。
根据材料低温冷脆性的评价指标——低温冲击吸收能量的指标要求,低温材料选材方向就是提高低温冲击吸收能量。
我公司主要采用C r-N i-M o 钢作为销轴材料,原工艺采用40CrNiMo 材料,存在两方面问题:一是由于材料淬透性太高,对≤φ80mm 直径销轴淬火必须采用油淬,否则易开裂,造成环境污染,不符合行业逐步替代油槽的环保改造方向;二是材料价格较高。
需要寻求一种既经济又有潜力的钢种,通过热处理工艺优化提高低温冲击性能。
根据低碳马氏体理论,淬火得到板条马氏体组织是性能优良次回火后工艺可获得良好的综合力学性能。
参考文献:[1] 徐昊,王晓溪,陈方旭,等. 碳氮共渗热处理工艺对42C r M o 钢组织性能的影响[J]. 热加工工艺,2016,45(4):202-204.[2] 孙晓明,马建平,李桂变,等. 钢铁冶金质量对热处理性能的影响[J]. 新技术新工艺,2003,(I):36-37.[3] 黄伯云,赵乃勤,杨志刚,等. 合金固态相变[M]. 长沙:中南大学出版社,2008:224-235.[4] 张广军. 连铸工艺对铸坯碳偏析的影响[Z]. 第十四届全国钢质量与非金属夹杂物控制学术会议,南京,2010.[5] 徐祖耀,刘世楷. 贝氏体相变与贝氏体[M]. 北京:科学出版社,1991:71-73.[6] Toshkov V. Nitriding in lowtemperature plasma[J]. King ,2004.[7] 李炯辉,等. 金属材料金相图谱[M]. 北京:机械工业出版社,2006:1324-1325.作者简介:王亚、卢文海、俞涛、刘昌标、稽文青,中国航发常州兰翔机械有限责任公司。
30crnimo焊接工艺 理论说明
30crnimo焊接工艺理论说明1. 引言1.1 概述随着工业和科技的发展,焊接技术在制造行业中扮演着至关重要的角色。
30crnimo是一种常用的合金材料,在航空航天、汽车制造、机械加工等领域具有广泛的应用。
因此,研究30crnimo焊接工艺的理论与实践意义重大。
1.2 文章结构本文将从以下几个方面对30crnimo焊接工艺进行详细说明。
首先,我们将对材料的特性和组成进行介绍,并阐述其在焊接过程中的影响因素。
然后,我们将探讨适用于30crnimo焊接的最佳参数设置,包括电流、电压、速度等因素。
最后,我们将讨论如何控制整个焊接过程以获得高质量的焊接接头。
1.3 目的本文旨在系统地总结并分析30crnimo焊接工艺的理论与实践研究成果,为相关领域的从业者提供指导和参考。
通过深入了解30crnimo焊接材料特性,确定最佳参数设置,并掌握有效控制整个焊接过程的方法,可以提高焊接质量和生产效率,推动相关领域的发展。
2. 30crnimo焊接工艺理论说明2.1 材料介绍30CrNiMo合金钢是一种高强度、高韧性的钢材,具有优异的机械性能和耐磨性。
该材料常用于制造重型机械设备的关键零部件,如自卸车车桥、离合器壳体等。
它的主要合金元素包括铬(Cr)、镍(Ni)和钼(Mo),这些元素的添加可以提高钢材的强度和硬度。
2.2 焊接参数在进行30CrNiMo焊接时,需要确定适当的焊接参数以保证焊缝质量。
焊接参数包括焊接电流、电压、速度以及所使用的焊接材料等。
根据实际情况和要求,可选择不同种类的焊接方法,如手工电弧焊、气体保护焊、硫化氢钨极氩弧焊等。
2.3 焊接过程控制为了确保30CrNiMo焊接过程的稳定性和质量,需要进行有效的过程控制。
这包括选择适当的预热温度和后热处理方法,以减少应力集中和晶间腐蚀的产生。
此外,还需要进行焊接残余应力和晶粒度的检测,并采取相应的控制措施。
因为30CrNiMo钢具有较高的合金成分和复杂的焊接特性,所以在焊接过程中要格外注意保护气体、焊条选择、后续热处理等工艺参数的合理控制,以避免产生焊接缺陷和性能下降。
海洋平台30CrMo调质钢管的焊接
、
表 2 3 C M o 的 力学 性 能 0r 钢
/MPa r / a % ) , MP 6 (
( ) A v 4 % ) J HB % (一 0 / W
≥5 0 ≥4 0 ≤2 9 2
7 0~ 3 8 0 6
48 ~ 5 ≥ 1 2 7 5 5
4 . mm 的 HJ C Mo ,4 2 r A焊 丝 打 底 ,西 . rm低 氢焊 条 8 32 a
J5 C A 2 1 - 填 充 盖 面 。 8 7 r( WSEl0 5G)
试 样 编 号
一
( ) 续
宽
/ mm
厚
/ mm
l . 3 2l
面 积 极 限 载 荷 伸 强 度 断 裂 拉
以下注意 问题 :
开裂 和剥离 。转轴 端头 + 4 m 2 0 m,每 层焊接 3 mm,堆
焊 2层 。堆焊结 束后转 轴直 径应保 持在 2 6 4 mm以上 , 焊道 表面 保 持 平整 ,致 密 ,不允 许 出现 沟 槽 。另 外
( )正确 选 用堆 焊 合 金 ,为 此 必须 弄 清被 焊 工 1 件 的材质 、工作 条件及对 堆焊 金属使用 性能 的要求 。 ( )选定 合适 的堆焊方 法 以及相 应 的堆 焊工 艺 , 2 掌握 所选 堆焊 方 法 的工 艺 特 点 及在 堆 焊 时 可 能 出聊 的技术 问题 。MW (00 2 8 2 1 11 )
钝 边 b为 15— . mm,间隙 c为 2 0~ . r . 20 . 4 0 m。 a
接工艺评定 的规范采 用 A ME I S X卷 ,要 求焊接 工艺评
定的项 目要 素包括 :焊缝 无损检测 ( 面及 内部质量) 表 、 抗拉 强度 、硬度及 冲击韧 度 (一 O ≥2 J 。 4℃ 7 ) 输 油管线 制造 材料均 为 3 C M 0 r o调质 钢 ,规 格 为  ̄9 b mm×1 nT的管材 ,其化学 成分 和力 学性 能分 别 8 6l I l
30CrMo
李 洪 川
( 四川省 工业 设备 安装 公 司 ,四川 成都 6 1 0 0 1 4 )
【 摘 要】 某 工程 的高压管道材 质为 中碳调质 钢 3 0 C r M o ( A I S I 4 1 3 0 ) , 壁厚最厚达到 8 0 m m , 管道压 力
≥9 3 0
≥7 8 5
≥1 2
≥5 0
≤2 2 9HB
3 3 0 C r Mo管道 焊接 工 艺
3. 1 焊 接 方 法
壁厚小 于等于 5 m m 的管道采用 手工钨 极氩弧焊 打底 、
表 3 化 学 成 分 比较 牌 号
3 0Cr Mo CHE7 5 7 Ni CHW 一8 0C1
填充 、 盖面。
壁厚大于 5 m m的管道采 用手工 钨极氩弧 焊打底 , 焊 条 电焊填充 、 盖面。
3 . 2 焊 接 材 料
冲击功 Ak l I 2 / J
≥6 3
抗拉 强 度
b / MPa
屈服 强度
/ MP a
伸长 蛊
6 / %
断面 收缩率
达到 7 0 MP a , 且 该液 压 系统 由美 国 O i l g e a r 公 司设 计, 并 由其 现 场 监 督 施 工 , 安 装 工艺过程 需满足 A S ME标
准。文章通过具体 实例 简单介 绍 了3 0 C r Mo高压管道的化 学成 分与力 学性 能 , 详 细说 明 了3 0 C r Mo高压管道
般在 调质状态下使用 。这次是 我公司首次接触 3 0 C r Mo管道
表 1 化 学 成 分
碳( C)
海洋平台30CrMo调质钢管的焊接
为 防 止 冷 裂 纹 的 产 生 , 高 接 头 的 冲击 韧 性 , 低 接 提 降 头 硬 度 , 其 是 热 影 响 区( A 最 高硬 度 , 后 应 立 即 进 尤 H Z) 焊
2 焊 接 工艺 评定
21坡 口形式 .
行 焊 后 热 处 理 。加 热 至 60℃ , 温 2 , 温 和 降 温速 度 0 保 h升
填充
盖 面
S A M W 1 D 3 0 ~10 直流反接 2 ~ 5 H 1 2
S W 10~10 直 流 反 接 2 ~2 MA 0 3 1 5
10 1 0 0 — 5
1O~1 O 0 5
25 焊 后 热 处 理 .
8/ % 5
≥ 1 2
8% , A= 一 O / H S l 4 ℃)J v ( B
化元 素 的低 合金 高 强 钢 , 具 有 较 高 的强 度 和塑 韧 性 。主 其 要 用 于 制造 截 面 较 大 、 高 应 力 条 件下 工作 的调 质 零 件 , 在 如轴 、 主轴 以及 受 高 负 荷 的操 纵 轮 、 栓 、 头 螺 栓 、 轮 螺 双 齿 等 ;在 石 油 天 然气 工 业 主 要 用 于 钻 井 设 备 和 输 油气 管 线
度、 硬度 及 冲击 韧 性 ( 4 ℃ ≥2 J 。 一0 7 )
输 油 管 线 制 造 材 料 均 为 3 CMo调 质 钢 , 规 格 为 0r
24 焊接 工 艺参 数 , 表 3 . 见
表 3 焊 接 工 艺 参数
中8 r 6 m 的管 子 , 化 学成 分 和 力 学 性 能分 别 见 表 9 m X 1m a 其
1和 表 2
表 1 0 Mo钢 化 学成 分 ( % ) 3 Cr
30crnimo焊接工艺 -回复
30crnimo焊接工艺-回复以下是关于30CrNiMo焊接工艺的一篇1500-2000字的文章。
30CrNiMo是一种常见的合金钢,常用于制造高强度和高韧性的零件,如齿轮,转子和轴等。
焊接是将不同零部件连接在一起的常用方法之一。
本文将详细介绍30CrNiMo焊接工艺的步骤和注意事项。
第一步是确定焊接材料和设备。
对于30CrNiMo钢材,我们应选择与其具有相似化学成分和机械性能的焊材。
适合的焊接材料包括ER70S-6钎料和ER80S-D2钎料。
此外,我们还需要准备好焊接设备,如电弧焊机、焊接电缆与枪头、焊接面具、手套和其他必需的保护设备。
在焊接之前,我们还需要做好焊接准备工作。
首先,要确保工作区域安全,无易燃和易爆物质。
其次,需要清洁和准备焊接接头表面。
这可以通过使用刷子、砂纸或砂轮进行清理和打磨来完成。
任何需要焊接的杂质、油脂或锈迹都必须被完全清除,以免影响焊接质量。
接下来,我们将进行热处理预焊。
在30CrNiMo焊接过程中,普遍采用预热和焊后热处理来减轻焊接应力和改善焊缝性能。
根据规范,推荐的预热温度为200-300。
为了保持整个焊接区域的恒温,我们可以采用焊接毯或其他保温手段。
接下来,是选择合适的焊接方法。
对于30CrNiMo焊接,常见的方法有手工电弧焊(SMAW)、氩弧焊(GTAW)、氩弧焊下加铁粉(GMAW+FCAW)等。
根据具体情况和要求,可选择最合适的方法。
SMAW常用于较大厚度的结构或野外焊接。
GTAW适用于对焊缝质量要求较高的工艺。
而GMAW+FCAW,则可以提高焊接效率和质量。
在进行焊接时要注意控制焊接参数。
这包括焊接电流、电压、焊接速度、间隔及电弧维持时间等。
焊接电流和电压的选择应根据焊接材料和厚度来确定。
焊接速度应适当,以保证焊缝的均匀和质量。
同时,还需要定期检查电焊钳和电极的磨损程度,确保其工作正常。
焊接完成后,要进行焊后热处理。
这是为了减轻焊接应力,并改善焊接区域的性能。
4130(30CrMo)+16Mn焊接工艺的试验和应用
4130(30CrMo)+16Mn焊接工艺的试验和应用摘要:本文作者对4130(30CrMo)+16Mn进行了分析介绍,供大家参考。
关键词:焊接工艺;试验;应用1引言新疆吐哈油田建设有限责任公司于2010年6月12日—8月15日承揽鲁克沁采油厂玉东注气完善工程,该工程全长6.7Km,材质采用16Mn,施工中业主供应的阀门所配套的焊接法兰材质为4130(30CrMo),这种材质执行的标准是API(美国石油工程协会)标准,在吐哈油田属首次使用,对此,我们通过试验,制定出合格的焊接工艺,为工程顺利进行提供了焊接技术支撑。
24130(30CrMo)+16Mn焊接工艺性能解析2.116Mn已经广泛应用,这里就不再做分析。
2.24130焊接性分析任何金属材料都需要通过结合性来确定其焊接的难易程度,这是非常必要的过程。
2.2.1通过4130化学成分简单分析焊接性依据供货厂家提供的质量书得知,4130这种材料相当于国内牌号30CrMo,其合金成分如下:由上表得知,其含碳量为0.3%,焊接性一般(含碳量小于0.25,焊接性良好;含碳量0.25-0.4,焊接性一般;0.4-0.6,焊接性较差。
)2.2.24130(30CrMo)材料的特点分析材料的交货状态:由此可知,这种材料的交货状态是调质状态,即中碳调制钢。
中碳调制钢具有以下特点:2.2.2.1热裂纹材料的合金元素含量较高,液-固相区间较大,偏析严重,使其具有较大的热裂纹倾向;2.2.2.2冷裂纹淬硬倾向明显,使冷裂纹倾向增加;2.2.2.3热影响区的性能变化为减少过热区脆化,从减少淬硬倾向出发,照理应采用大焊接线能量有利,但由于这种钢的淬硬倾向很大,仅仅通过加大线能量往往还难以避免马氏体的形成,并且还增大了奥氏体的过热组织,促使形成粗大的马氏体,使过热区脆化更为严重。
因此,采用小的焊接线能量,同时采取预热、焊后缓冷和后热处理等措施。
2.34130工艺性能分析、焊接工艺拟定分析了焊接性,还应对其工艺性的实施过程进行分析,以得到合理的焊接工艺。
30CrMnSiA钢的焊接性能与工艺的研究
目录目录 (1)前言 (2)第一章合金调质钢的分类及应用 (3)第二章30CrMnSiA钢化学成分、基本性能、应用 (4)第三章30CrMnSiA钢的焊接性分析 (9)第四章30CrMnSiA钢的焊接工艺 (13)第五章防止钢裂纹的措施 (16)5.1 结晶裂纹产生的原因 (17)5. 2 冷裂纹的防止措施 (19)5.3严格控制氢的来源 (20)5.4 焊前预热 (20)5.5 焊后热处理 (22)第六章30CrMnSiA钢焊接质量检验方法 (23)毕业设计总结 (26)致谢 (27)参考文献 (28)前言本文在设计要求上立足于大专内院校的课程内容,重点在与培养学生对综合性问题的思考能力。
对于较深的理论没要过多的要求。
本文在设计过程中贯穿大学三年的所学基础课程。
本文共分为六章:前两章系统的介绍了合金调质钢的分类与30CrMnSiA钢化学成分、基本性能、应用;第三章介绍30CrMnSiA 钢的焊接工艺,并对这种钢的焊接工艺的影响因素做了一定的分析;第四章介绍了30CrMnSiA钢的焊接性,并对30CrMnSiA钢在各种热处理状态的性能与热处理的缘由做出了分析;第五章详细的介绍了防止焊接裂纹的产生与防止措施,对焊接热裂纹、冷裂纹、焊前预热、焊后热处理做出详明的分析;第六章介绍了30CrMnSiA的焊接检验与相应的检验方法和有关检验方法的改善。
在完成设计过程中,参阅了参考文献中的相关章节等有关资料,并得到了指导老师的帮助与大力支持,再次诚挚致谢。
由于本人所学内容有限与对相关内容的理解不到位,文中有不足之处在所难免,恳请老师批评指正。
第一章合金调质钢的分类及应用合金调质钢的分类1 低碳调质钢低碳调质钢的σs=441~980MPa,ωC≤0.25﹪,在调质状态下供货和使用,属于热处理强化钢。
这类钢不仅强度高,而且有良好的塑性和韧性,可直接在调质状态下焊接,焊后不需再进行调质处理。
在焊接结构制造中,低碳调质钢越来越受到重视,是具有广阔的发展前途的一类钢。
30crmoa材质证明
30crmoa材质证明摘要:一、30crmoa 材质简介1.30crmoa 的定义2.30crmoa 的特点二、30crmoa 材质的性能1.机械性能2.物理性能3.化学性能三、30crmoa 材质的应用领域1.航空航天领域2.汽车制造领域3.模具制造领域四、30crmoa 材质的加工工艺1.热处理工艺2.冷加工工艺3.焊接工艺五、30crmoa 材质的选购与存放1.选购注意事项2.存放要求正文:30crmoa 材质是一种高强度、高韧性的合金结构钢,其主要成分包括碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、铬(Cr)、钼(Mo) 和镍(Ni) 等元素。
在各种工业领域中,30crmoa 材质因其优异的性能而得到了广泛的应用。
一、30crmoa 材质简介30crmoa 材质是一种合金结构钢,具有高强度、高韧性、良好的耐磨性、耐疲劳性和耐腐蚀性。
这种材质在我国已广泛应用于各种工业领域,为我国的现代化建设做出了巨大贡献。
二、30crmoa 材质的性能1.机械性能:30crmoa 材质具有较高的抗拉强度、屈服强度和弹性模量,能够承受较大的载荷。
2.物理性能:30crmoa 材质的密度适中,导热性能和导电性能良好。
3.化学性能:30crmoa 材质具有良好的耐腐蚀性,特别是在氧化性环境中,其耐蚀性能更为突出。
三、30crmoa 材质的应用领域1.航空航天领域:30crmoa 材质的高强度和耐磨性使其在航空航天领域具有重要应用价值,如用于制造发动机零件、涡轮叶片等。
2.汽车制造领域:30crmoa 材质在汽车制造领域的应用也极为广泛,如用于制造齿轮、轴承、传动轴等关键零部件。
3.模具制造领域:由于30crmoa 材质具有良好的耐磨性和耐疲劳性,因此在模具制造领域具有重要应用价值,如用于制造注塑模、压铸模等。
四、30crmoa 材质的加工工艺1.热处理工艺:30crmoa 材质的热处理工艺包括调质处理、正火处理和淬火处理等,通过不同的热处理工艺,可以获得不同的组织结构和性能。
30CrMo与Q345D焊接性能研究
前 预 热 温 度 为2 5 0 - 2 7 0 ℃ ,焊 按
时 层问温度控制 为l 4 8 -l 5 5℃ , 焊 后对 试 什表 面 进 行 保 温 处理 豇 焊 件 温 度 降 列 室 温 , 然 后 埘 焊 缝 进 行 超 声 波 探 伤 检 洲 未 发 现 缺 陷 ,最 后 对 l 、2 、3 进 行 退 火 处理 ,退 火处 邢 温 度 分 圳 为 5 5 0℃ 、5 7 0℃ 、61 0¨ C ,仪 H I T ’ . 时 均 为4 h 。 测 的焊 接 参 数 如 表
材 为3 0 C r MO和Q3 4 5 D, 3 0 C r Mo 锻 造 造 比 为 4 :1 , 州顷, 处 胖 ,锻 瞍 为5 0I l l m;
焊 缝 的托 仲性 能 干 I 】 r 艺性 能 ( 弯
『 f } I )进 行 f l l ! l J 试。
度 为
乃ER5 0 — 6、
焊 材 样 R M 5 6 , 母 材 及 焊
表4 ¨ J ’ 以 行} I l ,3 0 C r M0 的 强度和
( 2) 本 l 酞 验 肢 坪 定 的
焊接, 产 效 率 ,
[ L 具 I J l j { 的 I
势 ,建议 选 用此 利l I f 丝 。
母材 为 / f 锈钢板, 1 ) 乏 6 0 mm × 4 am r 锈 钢 管 ,实 际 J : 该¨ 【 : 艺 方 法 也
可以川于施 I 现场 人 、巾 、
经济效 益,
其是对十人 『 l 伦 管
作者 简介:. 隹 、 阳 阳 , 中 国核
道, 优 势 更 为 明 显。 (3 ) 通 过 试 验 对 比 TGF3 0 8 L 焊 丝 无 沦 从 背 保 护
30CrMo钢管焊接工艺及评定试验
根 据 计 算 结 果 .可 知 30CrMo钢 的 淬 硬 倾 向过 大 ,焊 接性 较 差 ,属 难 焊 材 料 。为 防 止 热 影 响 区产 生 淬 硬组 织 、冷 裂 纹 以及 脆 化 ,需 采 用 较 高 的预 热 温 度 和严 格 的工 艺方法 1.1.2 焊 接材 料 的选择
性 能 试验 。 结 果 表 明 ,焊 接 接 头质 量 优 良 , 无裂 纹 、 未 焊 透 、 未 熔 合 等 焊接 缺 陷 ,且 具 有 较 高 的 强 度 、 弯 曲性 能 和 抗 冲 击 性 能 。本 文
工 艺 参数 设 计 合 理 . 满 足 偏 心 工 作 筒 5-况 条 件 的 使 用要 求
≥ 63
根 据 IIW 推荐 的碳 当量计 算公 式 计算 30GrM0钢 的碳 当量及 冷 裂敏感 指 数分 别 为 : W(C) = (C)+w(Mn)/6+[w(Cr)+w(Mo)+w(V)]/5+
[w(Ni)+w(Cu)]/15+w(Si)/24
= 0.624% .
= (C)+w(Si)/30+[w(Mn)+w(Cu)+w(Cr)]/20+ w(Ni)/60+w(Mo)/15
关 键 词 :30CrMo钢 ;GTAW 焊 ;SMAW 焊 ;无 损 检 测 :热 处 理
中图 分 类 号 :TG406
文 献 标 志 码 :B
O 前 言 30CrMo钢 具 有 较 高 的强 度 、韧 性 以及 淬 透 性 .
淬透 深 度可 达 15 70 mm.热强 性 也 较好 ,在 500℃ 以下 具有 足 够 的高 温 强度 现将 30CrMo钢用 于井 口 偏 心 工作 筒 .工 作 温 度 约 为 250 .工 作 压 强 约 为 15 MPa.工作 环 境 还 带有 湿 H,S等 腐 蚀 性 介 质 .很 容 易使 焊 接 接 头在 工 作 中发 生变 形 、断 裂 以及 应 力 腐 蚀 ,造 成 安全 隐 患 。 目前 ,针 对 30CrMo钢 用 于井 口石 油化 工 设 备 的介 绍 比较 少 .本 文 提 出 的 以 钨极 惰 性 气 体 保 护 焊 打 底 、焊 条 电弧 焊 填 充 、正 火 和调 质 热 处理 的工艺 设计 .为 采用 30CrMo钢 制造 井 口石 油 化工 设 备提 供 了参 考
30CrMo热处理工艺分析及改进
30CrMo低合金调质钢对于强度要求较高的厚壁类零件,一方面从材料本身出发,控制提高渗透性合金元素的含量;另一方面要保证淬火介质的冷却能力,并考虑设备状况及零件自身结构制定合适的热处理工艺以保证达到性能要求,为类似厚壁类零件的生产提供一定理论及实践依据。
30CrMo化学成份(质量分数,%)C 0.28 – 0.33Mo 0.15 – 0.25Cr 0.80 – 1.30Mn 0.40 – 0.60Si 0.15 – 0.35Pmax 0.025S 0.025Ni 0.35分析与讨论由于国际原材料价格的大幅上涨,对一些较为贵重的合金原材料,如Ni, Mo, V 等含量的控制已成为大多数钢铁合金企业降低成本,增加利润的一条有效途径,不可避免地将Cr Ni Mo V控制在中下限,甚至更低。
但随之而来的是,产品热处理后的性能经常不合格,特别是屈服强度达不到规定要求。
在热处理方法上直接有效的办法是采用水淬火水淬油冷的工艺,选用合适的设备保证水温和水循环,然后进行高温长时间回火,保证性能均匀。
并且,在淬火过程中要从零件的形状结构和淬火设备及外界因素综合考虑冷却能力。
其次,合金元素含量的改变对奥氏体化的温度和时间,品粒的细化及材料的脆性都有很大影响,这严重影响了材料的力学性能。
在低合金调质钢30CrMo中,Cr Mo 元素的主要作用是增加钢的淬透性,并且是淬火得到的马氏体在高温回火时有足够的回火稳定性,回火后回火索氏体组织得到强化。
Cr Mo 都保证使材料得到强化而不降低其韧性,甚至还从一定程度上提高其韧性。
Mo 不仅可以提高淬透性,而且还可以防止合金调质钢在高温回火时第二类回火脆现象的发生,从化学成份分析,Cr Ni Mo 等贵金属接近于中下限,有时甚至低于下限值。
这样做虽然降低了炼钢的成本,但也为后续的热处理造成了较大困难,导致热处理反复多次,氧化严重,变形加大,为产品和整机设备的正常使用埋下了隐患。
因此今后的生产中对于一些关键件合金元素应控制在合理范围。
海洋石油钻井平台用30CrMo钢焊接性分析
相对较差, 有必要分析研究这种钢材焊接性能特点, 而保证焊接接头具有良好的力学性能, 为海洋平台
为工程实践制订合理焊接工艺提供必要的理论依据, 高压管道的安全服役提供技术保证。
为海洋平台高压泥浆和水泥管道 (下称高压管道)
建造和维修提供技术支持。 本文针对 30CrMo 钢高压 1 30CrMo 钢介绍
收稿日期: 2019-02-22
Cr 和 Mo 是 30CrMo 钢 的 主 要 合 金 元 素 , 30CrMo 是
v(I) 越小, 熔滴过渡频率 f 越大, 反之, 熔滴过渡 频率 f 越小。
(2) 揭示了在改变送丝速度 Vf, 电弧电压 U 和 焊 丝 伸 出 长 L 的 条 件 下 , 焊 接 电 流 变 异 系 数 v (I) (焊接电流稳定性) 与焊接过程稳定性成负相关关 系, 此时 v(I) 可以定量地描述焊接过程稳定性, 即 焊接电流变异系数 v(I) 越小, 焊接过程越稳定, 反 之焊接过程越不稳定。
C
Si
Mn
P
S
Cr
Mo
0.278 0.277 0.593 0.02 0.005 0.895 0.176
Cu 0.131
2 30CrMo 钢冷裂纹敏感性 30CrMo 钢 的 碳 含 量 高 , w(C)达 到 0.278%, 加
入的合金元素较普通碳钢的多 (如 Cr 和 Mo), 具有非 常明显的淬硬倾向。 冷却时, 硬脆的马氏体组织容易 在热影响熔合区形成, 冷裂倾向特别明显。 冷裂纹是 焊接接头冷却至室温或室温附近时产生的一类裂纹, 断口没有氧化现象, 金属光泽比较明显, 常常具有一 定的延迟性。 由于焊接热循环冷却较快, 同时 30CrMo 钢碳当量较高, 淬硬性很强, 30CrMo 热影响粗晶区极 易形成粗大马氏体组织, 由于马氏体开始转变温度 (Ms) 较低, 研究表明, 低温下转变形成的马氏体一般 难以产生 “自回火” 效应, 而且形成马氏体中的碳含 量较高, 较大的过饱和度, 较为严重的点阵畸变, 因 此 30CrMo 钢对冷裂纹很敏感。 为了避免焊接冷裂纹, 需要采用焊前预热和焊后及时热处理等工艺措施。
30CrMo焊接工艺研究
30CrMo焊接工艺研究和层间温度梯度在焊接过程中,需要严格控制线能量和层间温度梯度,以减少热影响区的冷裂倾向。
采用低电流、低电压的焊接参数,控制好焊接速度,保证热输入量适中,避免热影响区过大,从而降低冷裂倾向。
2.2采用预热和后热处理为了进一步降低冷裂倾向,采用预热和后热处理措施。
预热可以使焊接区域温度均匀,减少温度梯度,有利于减少冷裂倾向。
后热处理可以减缓焊接区域的冷却速度,有利于消除残余应力和改善焊缝组织,从而提高焊接质量。
2.3控制焊接过程中的氢含量30CrMo钢对氢敏感,焊接过程中需要控制氢含量。
采用干燥炉对焊接材料进行干燥处理,焊接过程中严格控制气体保护和焊接材料的含氢量,避免产生氢致脆性,保证焊接质量。
3试验结果及分析经过试验,焊缝质量良好,无裂纹、夹渣、气孔等缺陷,焊缝的金相组织均匀细致,硬度与母材相近。
焊接接头的拉伸强度和屈服强度均高于母材,但断口伸长率略低于母材。
这是由于焊接过程中,焊缝区域受到热影响,组织发生变化,导致焊缝的塑性略低于母材。
同时,焊接接头的冲击韧性也略低于母材,但仍能满足产品的使用要求。
经过对试验结果的分析,可以得出结论:采用GHM70+GM70焊丝,在严格控制焊接过程中,可以实现30CrMo钢的良好焊接质量,满足产品的使用要求。
为了避免冷裂纹的产生,焊接时必须严格控制线能量,并尽量缩短根部焊接和层间焊接的间隔时间,并保证焊接过程的连续性。
同时,应减少工件在高温时的停留时间,以避免奥氏体晶体过热。
在焊接过程中,应采用较小的线能量,并严格按照焊接工艺的参数施焊,具体参数见表5.2.为了降低焊接接头的冷却速度,减少马氏体产生的几率,从而改善焊接接头组织,以降低产生冷裂纹的几率,焊前必须预热。
根据预热温度经验公式T=碳当量×360℃,可知30CrMo预热温度为187~263℃。
为保证焊接接头不出现焊接裂纹、降低工人劳动强度,本次焊接实验中选择预热温度为200℃。
30CrMo主油缸焊接工艺
30CrMo主油缸焊接工艺前言30CrMo为中碳调质钢,由于其自身具有较高的强度、硬度,且具有一定的冲击韧性,多应用于大型工程机械、压力容器、潜艇制造等。
在中型机械制造业中主要用于制造截面较大、在高应力条件下工作的调质零件,如轴、主轴以及受高负荷的操纵轮、螺栓、双头螺栓、齿轮等;在化工工业中用来制造焊接零件、板材与管材构成的焊接结构和在含有氮氢介质中工作的温度不超过250℃的高压导管;在汽轮机、锅炉制造业中用于制造450℃以下工作的紧固件,500℃以下受高压的法兰和螺母,尤其适于制造300大气压、400℃以下工作的导管。
我公司生产的重点产品主油缸,其缸体和缸盖均为30CrMo,属于较高载荷的焊接结构件,且工作条件恶劣,承受一定的压力,在使用过程中,由于运动产生强烈摩擦,因此,要求材质必须具有足够的强度和良好的抗疲劳性能,以保证产品的使用寿命。
1 试验前期准备1.1焊接性分析30CrMo的化学成分及力学性能如表1、表2所示。
Ce=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15 (1)根据式(1)及表1可知,30CrMo的碳当量为0.52%~0.73%。
随碳当量增加,冷裂纹敏感性增大。
当合金元素含量处于下限时,焊接性相对较好,越接近上限淬硬倾向逐渐加大,产生冷裂纹的倾向增大,焊接性逐渐变差。
30CrMo合金结构钢又是在调质状态下焊接,热影响区的冷裂倾向会表现得更突出,其焊接性差。
如焊接工艺不合理,存在焊接热影响区脆化、热应变脆化及产生焊接延迟裂纹的危险。
只有采取合理的焊接工艺措施,才能保证焊接质量。
1.2 焊接方法及焊接材料本产品拟采用埋弧自动焊进行焊接。
参照表3,并结合焊缝与母材等强度、等韧性的原则,选择焊丝GHM70 +GM70,其性能如表4所示。
1.3 焊接坡口型式及焊接规范按照图纸要求设计焊接坡口,如附图所示,焊接规范参数如表5所示。
附图焊接试板2 焊接难点控制由于30CrMo碳当量及冷裂纹敏感指数高,易产生焊接冷裂纹,拟采取以下措施:2.1严格控制线能量为了避免冷裂纹的产生,焊接时必须严格控制线能量,并尽量缩短根部焊接和层间焊接的间隔时间,并保证焊接过程的连续性。
30CrMo热处理工艺分析及改进
30CrMo低合金调质钢对于强度要求较高的厚壁类零件,一方面从材料本身出发,控制提高渗透性合金元素的含量;另一方面要保证淬火介质的冷却能力,并考虑设备状况及零件自身结构制定合适的热处理工艺以保证达到性能要求,为类似厚壁类零件的生产提供一定理论及实践依据。
30CrMo化学成份(质量分数,%)C 0.28 – 0.33Mo 0.15 – 0.25Cr 0.80 – 1.30Mn 0.40 – 0.60Si 0.15 – 0.35Pmax 0.025S 0.025Ni 0.35分析与讨论由于国际原材料价格的大幅上涨,对一些较为贵重的合金原材料,如Ni, Mo, V 等含量的控制已成为大多数钢铁合金企业降低成本,增加利润的一条有效途径,不可避免地将Cr Ni Mo V控制在中下限,甚至更低。
但随之而来的是,产品热处理后的性能经常不合格,特别是屈服强度达不到规定要求。
在热处理方法上直接有效的办法是采用水淬火水淬油冷的工艺,选用合适的设备保证水温和水循环,然后进行高温长时间回火,保证性能均匀。
并且,在淬火过程中要从零件的形状结构和淬火设备及外界因素综合考虑冷却能力。
其次,合金元素含量的改变对奥氏体化的温度和时间,品粒的细化及材料的脆性都有很大影响,这严重影响了材料的力学性能。
在低合金调质钢30CrMo中,Cr Mo 元素的主要作用是增加钢的淬透性,并且是淬火得到的马氏体在高温回火时有足够的回火稳定性,回火后回火索氏体组织得到强化。
Cr Mo 都保证使材料得到强化而不降低其韧性,甚至还从一定程度上提高其韧性。
Mo 不仅可以提高淬透性,而且还可以防止合金调质钢在高温回火时第二类回火脆现象的发生,从化学成份分析,Cr Ni Mo 等贵金属接近于中下限,有时甚至低于下限值。
这样做虽然降低了炼钢的成本,但也为后续的热处理造成了较大困难,导致热处理反复多次,氧化严重,变形加大,为产品和整机设备的正常使用埋下了隐患。
因此今后的生产中对于一些关键件合金元素应控制在合理范围。
4130(30crmo) 16mn焊接工艺的试验和应用
4130(30CrMo)+16Mn焊接工艺的试验和应用4130(30CrMo)+16Mn焊接工艺的试验和应用摘要:本文作者对4130(30CrMo)+16Mn进行了分析介绍,供大家参考。
关键词:焊接工艺;试验;应用中图分类号:TU7文献标识码:A文章编号:1引言新疆吐哈油田建设有限责任公司于2010年6月12日―8月15日承揽鲁克沁采油厂玉东注气完善工程,该工程全长6.7Km,材质采用16Mn,施工中业主供应的阀门所配套的焊接法兰材质为4130(30CrMo),这种材质执行的标准是API(美国石油工程协会)标准,在吐哈油田属首次使用,对此,我们通过试验,制定出合格的焊接工艺,为工程顺利进行提供了焊接技术支撑。
24130(30CrMo)+16Mn焊接工艺性能解析2.116Mn已经广泛应用,这里就不再做分析。
2.24130焊接性分析任何金属材料都需要通过结合性来确定其焊接的难易程度,这是非常必要的过程。
2.2.1通过4130化学成分简单分析焊接性依据供货厂家提供的质量书得知,4130这种材料相当于国内牌号30CrMo,其合金成分如下:由上表得知,其含碳量为0.3%,焊接性一般(含碳量小于0.25,焊接性良好;含碳量0.25-0.4,焊接性一般;0.4-0.6,焊接性较差。
)2.2.24130(30CrMo)材料的特点分析材料的交货状态:由此可知,这种材料的交货状态是调质状态,即中碳调制钢。
中碳调制钢具有以下特点:2.2.2.1热裂纹材料的合金元素含量较高,液-固相区间较大,偏析严重,使其具有较大的热裂纹倾向;2.2.2.2冷裂纹淬硬倾向明显,使冷裂纹倾向增加;2.2.2.3热影响区的性能变化为减少过热区脆化,从减少淬硬倾向出发,照理应采用大焊接线能量有利,但由于这种钢的淬硬倾向很大,仅仅通过加大线能量往往还难以避免马氏体的形成,并且还增大了奥氏体的过热组织,促使形成粗大的马氏体,使过热区脆化更为严重。
30CrMo厚壁钢管焊接施工工法(2)
30CrMo厚壁钢管焊接施工工法一、前言30CrMo厚壁钢管焊接施工工法是一种常用的钢管焊接方法,适用于压力容器、石油化工、机械制造等领域。
本文将介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例。
二、工法特点30CrMo厚壁钢管焊接施工工法具有以下特点:1. 适用于30CrMo钢管,具有较高的强度和韧性。
2. 采用电弧焊接方法,焊缝质量高、可靠性好。
3. 工艺简单,易于掌握和实施。
4. 适用于不同厚度的钢管,具有较高的适应能力。
三、适应范围30CrMo厚壁钢管焊接施工工法适用于以下领域:1. 压力容器,如石油罐、气瓶等。
2. 石油化工设备,如换热器、反应器等。
3. 机械制造,如锅炉、汽轮机等。
四、工艺原理30CrMo厚壁钢管焊接施工工法的工艺原理是根据焊接工艺和材料特性,通过采取特定的工艺措施,确保焊接质量和工艺要求。
具体包括焊接参数选择、预热、焊接顺序、焊接方法等。
五、施工工艺30CrMo厚壁钢管焊接施工工艺可以分为以下几个阶段:1. 准备工作:包括焊材的备货、预热设备的准备、工作区域的清理等。
2. 钢管准备:包括钢管的切割、坡口处理、表面清理等。
3. 定位和固定:将钢管定位于需要焊接的位置,并采取相应的固定措施。
4. 焊接:按照焊接顺序和方法进行焊接,确保焊缝的质量和完整性。
5. 焊后处理:包括焊缝清理、退火处理等。
六、劳动组织30CrMo厚壁钢管焊接施工工法需要组织合理的劳动力,包括焊工、翻边工、助焊工等。
需要根据施工规模和要求确定劳动力的数量和配备。
七、机具设备30CrMo厚壁钢管焊接施工工法需要使用的机具设备包括切割机、坡口处理设备、焊接设备、预热设备等。
这些设备应具备良好的性能和操作简便性,以提高施工效率和质量。
八、质量控制30CrMo厚壁钢管焊接施工工法的质量控制主要包括焊接参数的控制、焊缝的检测和修复、焊接材料的质量控制等。
调质合金钢30CrMo的切割与焊接工艺
调质合金钢30CrMo的切割与焊接工艺李利霞【摘要】根据30GrMo中碳调质合金钢的性能及焊接性分析,详细阐述了火焰切割裂纹的有效控制方法,以及裂纹对焊缝焊接质量的影响.根据其焊接性,采取预热,分步、对称施焊,焊接过程中及时消除部分焊接应力,控制热输入和及时后热、缓冷等措施,防止冷裂纹的产生,获得了满足质量要求的焊缝,并满足设计尺寸公差要求.采用的装焊工艺已成功应用于产品生产中.【期刊名称】《电焊机》【年(卷),期】2016(046)010【总页数】3页(P77-79)【关键词】预热;切割裂纹;焊接工艺【作者】李利霞【作者单位】中信重工机械股份有限公司焊接工艺研究所,河南洛阳471000【正文语种】中文【中图分类】TG457.11合金结构钢30CrMo通常是在调质状态下使用,调质使钢件具有较高的韧性和强度,具有良好的综合机械性能,多应用于大型工程机械、压力容器、潜艇制造等。
机械制造业中用于较高载荷的焊接结构件,由于工作条件恶劣,要承受压力和运动产生的强烈摩擦,需要有足够的强度和良好的抗疲劳性能,以保证产品的使用寿命。
合金结构钢30CrMo热处理调质硬度HB200~240,钢板采用数控火焰切割方法下料。
在以往钢板切割中,发现中碳钢及合金钢的板越厚越容易产生裂纹,随钢板硬度和厚度的增加,钢板切割边产生裂纹的倾向越大,有热裂纹也有延迟性裂纹,有细小裂纹也有大裂纹,甚至在板厚上出现贯穿性裂纹,严重时使切割零件不能使用。
若钢板带有裂纹参与部件组装、焊接,将影响焊缝质量,甚至影响到钢材使用寿命。
厚度10~80mm的30CrMo合金结构钢调质后变形严重且表面有厚厚的氧化皮、铁锈等,特别是厚度40mm以下钢板变形严重、翘曲不平,为防止钢板切割时产生裂纹,采取以下措施:(1)采用抛丸方法清除钢板表面的氧化皮、铁锈、油污等,防止切割面产生缺口和焊接时焊缝出现氢致裂纹;(2)矫平钢板。
在滚床铺垫的钢板上多次滚压矫平,钢板矫平再切割能使钢板表面距离焰心控制在2~5 mm,实现顺利切割,否则易使切割中断,如距离太远热量不足会中断切割,太近使割嘴与钢板接触灭火迫使切割中断,而且切口边沿易熔化,影响切割质量;(3)切割前预热钢板。
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30CrMo焊接工艺研究
前言
30CrMo为中碳调质钢,由于其自身具有较高的强度、硬度,且具有一定的冲击韧性,多应用于大型工程机械、压力容器、潜艇制造等。
在中型机械制造业中主要用于制造截面较大、在高应力条件下工作的调质零件,如轴、主轴以及受高负荷的操纵轮、螺栓、双头螺栓、齿轮等;在化工工业中用来制造焊接零件、板材与管材构成的焊接结构和在含有氮氢介质中工作的温度不超过250℃的高压导管;在汽轮机、锅炉制造业中用于制造450℃以下工作的紧固件,500℃以下受高压的法兰和螺母,尤其适于制造300大气压、400℃以下工作的导管。
公司生产的重点产品主油缸,其缸体和缸盖均为30CrMo,属于较高载荷的焊接结构件,且工作条件恶劣,承受一定的压力,在使用过程中,由于运动产生强烈摩擦,因此,要求材质必须具有足够的强度和良好的抗疲劳性能,以保证产品的使用寿命。
1 试验前期准备
1.1焊接性分析
30CrMo的化学成分及力学性能如表1、表2所示。
表3 GHM70+GM70熔敷金属化学成分(%)根据国际焊接学会推荐的碳当量计算公式:Ce=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15(1)
根据式(1)及表1可知,30CrMo的碳当量为0.52%~0.73%。
随碳当量增加,冷裂纹敏感性增大。
当合金元素含量处于下限时,焊接性相对较好,越接近上限淬硬倾向逐渐加大,产生冷裂纹的倾向增大,焊接性逐渐变差。
30CrMo合金结构钢又是在调质状态下焊接,热影响区的冷裂倾向会表现得更突出,其焊接性差。
如焊接工艺不合理,存在焊接热影响区脆化、热应变脆化及产生焊接延迟裂纹的危险。
只有采取合理的焊接工艺措施,才能保证焊接质量。
1.2 焊接方法及焊接材料
本产品拟采用埋弧自动焊进行焊接。
参照表3,并结合焊缝与母材等强度、等韧性的原则,选择焊丝GHM70 +GM70,其性能如表4所示。
1.3 焊接坡口型式及焊接规范
按照图纸要求设计焊接坡口,如附图所示,焊接规范参数如表5所示。
2 焊接难点控制
由于30CrMo碳当量及冷裂纹敏感指数高,易产生焊接冷裂纹,拟采取以下措施:
2.1严格控制线能量
为了避免冷裂纹的产生,焊接时必须严格控制线能量,并尽量缩短根部焊接和层间焊接的间隔时间,并保证焊接过程的连续性。
同时,应减少工件在高温时的停留时间,以避免奥氏体晶体过热,焊接时应采用较小的线能量,应严格按照焊接工艺的参数施焊,见表5。
2.2合理的预热温度
焊前必须预热,其目的是为了降低焊接接头的冷却速度,减少马氏体产生的几率,从而改善焊接接头组织,以降低产生冷裂纹的几率。
根据预热温度经验公式T=碳当量×360℃,可知30CrMo预热温度为187~263℃,为保证焊接接头不出现焊接裂纹、降低工人劳动强度,本次焊接实验中选择预热温度为200℃。
2.3焊后缓冷
焊后立即用石棉布包裹焊接试板,以降低焊接接头的冷却速度,从而减少马氏体产生的几率,降低冷裂纹倾向。
3 焊接工艺评定
3.1拉伸试验
按照AWS D1.1-2010国际标准制作缩截面拉伸试棒,并采用ASTM A370进行拉伸试验。
试验结果如表6所示。
由表6可知,焊接接头强度与母材相匹配,且高于母材规定的最低值620MPa,符合标准要求。
3.2弯曲试验
按照AWS D1.1标准对焊接接头进行导向弯曲试验,试验结果如表7所示。
由表7可知,焊接接头弯曲试样表面未出现裂纹、气孔等缺陷,符合标准要求。
3.3冲击试验
按照AWS D1.1-2010标准对焊接接头进行冲击试验,其结果如表8所示。
由表8可知,焊缝及热影响区的冲击吸收功均高于母材规定的最低值49J,符合标准要求。
4 结论
4.1采用埋弧自动焊焊接中碳调质钢30CrMo,通过选择焊接材料GHM70焊丝+GM70焊剂,制定合理的焊接工艺,并严格控制热输入,获得了良好的焊接接头,MT、UT达到AWS D1.1标准要求。
4.2采用埋弧自动焊对中碳调质钢30CrMo焊接接头进行焊接工艺评定,其拉伸、弯曲、冲击试验均满足标准要求。
4.3通过焊接工艺评定,形成了焊接工艺指导书WPS,并成功用于主油缸产品的焊接。