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P含量对快堆蒸发器用2.25cr1mo钢步冷脆化倾向的影响

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铸造 2022年第7期71卷 857-861页

作者：伞晶超李小兵辽宁装备制造职业技术学院辽宁沈阳110161 季华实验室广东佛山528200

2.25cr1mo钢是我国四代先进钠冷快堆热交换器主体结构材料,掌握钢中有害元素适宜控制范围是实现部件国产化制造的关键环节。采用步冷处理试验方法研究了不同P含量对2.25cr1mo钢第二类回火脆性倾向的影响。结果表明:P含量会对2.25cr1mo... 详细信息

2.25cr1mo钢是我国四代先进钠冷快堆热交换器主体结构材料,掌握钢中有害元素适宜控制范围是实现部件国产化制造的关键环节。采用步冷处理试验方法研究了不同P含量对2.25cr1mo钢第二类回火脆性倾向的影响。结果表明:P含量会对2.25cr1mo钢第二类回火脆性产生显著影响。当钢中P含量为0.002%(质量分数,下同)时,第二类回火脆性敏感系数为-51.4℃,脆化倾向小。当P含量升至0.012%,尽管该数值满足ASTM-A387标准规定的P含量要求范围(≤0.035%),但钢的第二类回火脆性敏感系数已达59.6℃,具有较强的回火脆性倾向。当P含量为0.05%时,步冷处理前后钢的冲击功均较0.012%P试验钢有了明显降低,且脆性敏感系数高达174℃,回火脆性倾向极大。在对2.25cr1mo钢成分设计时,建议P含量控制在0.002%为宜。

关键词： 2.25cr1mo钢步冷试验 P含量第二类回火脆性

固态相变对2.25cr1mo钢多道焊组织及残余应力的影响

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焊接技术 2023年第3期52卷 24-29页

作者：张珈铭赵建平南京工业大学机械与动力工程学院江苏南京211816 江苏省极端承压装备设计与制造重点实验室江苏南京211816

基于Abaqus及其子程序,提出了考虑包括奥氏体相变、贝氏体相变和马氏体相变在内的固态相变的2.25cr1mo钢焊接模拟方法。模拟考虑了固态相变产生的相变潜热、体积变化和屈服强度改变,对2.25cr1mo钢平板多道焊模型的温度场、组织分布及焊... 详细信息

基于Abaqus及其子程序,提出了考虑包括奥氏体相变、贝氏体相变和马氏体相变在内的固态相变的2.25cr1mo钢焊接模拟方法。模拟考虑了固态相变产生的相变潜热、体积变化和屈服强度改变,对2.25cr1mo钢平板多道焊模型的温度场、组织分布及焊后残余应力进行了计算,并研究了其规律。研究结果表明:相变潜热使得焊后贝氏体生成量增多,马氏体生成量减少。相变导致的屈服强度改变使得焊后残余应力大幅下降,相变导致的体积变化减小了焊缝内部残余应力。

关键词： 2.25cr1mo钢固态相变焊接模拟残余应力

2.25cr1mo钢动态再结晶物理冶金模型的研究

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钢铁研究学报 2019年第1期31卷 56-63页

作者：贾红帅李权李激光杨钢辽宁科技大学材料与冶金学院辽宁鞍山114051 钢铁研究总院特殊钢研究所北京100081

采用Gleeble-1500D对2.25cr1mo钢在温度950~1200℃,应变速率为0.01~10s-1,变形量为60%下进行热压缩试验,探究不同变形温度、不同应变速率对2.25cr1mo钢动态再结晶行为的影响,并建立动态再结晶临界应变及动态再结晶分数模型。结果表明,2.... 详细信息

采用Gleeble-1500D对2.25cr1mo钢在温度950~1200℃,应变速率为0.01~10s-1,变形量为60%下进行热压缩试验,探究不同变形温度、不同应变速率对2.25cr1mo钢动态再结晶行为的影响,并建立动态再结晶临界应变及动态再结晶分数模型。结果表明,2.25cr1mo钢在高温大应变速率下更容易发生动态再结晶,得到了2.25cr1mo钢在发生动态再结晶时的变形激活能、临界变形量以及动态再结晶分数模型,构建了2.25cr1mo钢本构方程,并建立了满足有限元软件数据接口的动态再结晶物理冶金模型,为大锻件锻造成型微观模拟提供基础条件。

关键词： 2.25cr1mo钢物理冶金模型动态再结晶临界应变再结晶分数

预处理对2.25cr1mo钢相变温度的影响

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热加工工艺 2009年第12期38卷 124-127页

作者：刘丽芳胡传顺秦华肖凯辽宁石油化工大学机械工程学院辽宁抚顺113001

采用差热分析方法(DTA)测试了不同热处理工艺下2.25cr1mo钢的相变温度Ac1和Ac3。结果表明,经退火处理的2.25cr1mo钢件的相变温度Ac1和Ac3分别为831.4℃和920.8℃;经正火处理的2.25cr1mo钢件的相变温度Ac1和Ac3分别为823.1℃和913.2℃;... 详细信息

采用差热分析方法(DTA)测试了不同热处理工艺下2.25cr1mo钢的相变温度Ac1和Ac3。结果表明,经退火处理的2.25cr1mo钢件的相变温度Ac1和Ac3分别为831.4℃和920.8℃;经正火处理的2.25cr1mo钢件的相变温度Ac1和Ac3分别为823.1℃和913.2℃;经调质处理的2.25cr1mo钢件的相变温度Ac1和Ac3分别为818.9℃和906.1℃。不同组织对相变温度有影响,实际生产中应严格执行热处理制度。

关键词：组织相变温度 2.25cr1mo钢热处理

三次热循环对2.25cr1mo钢组织的影响

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石油化工高等学校学报 2012年第2期25卷 70-72页

作者：王亚新胡传顺秦华马喜龙辽宁石油化工大学机械工程学院辽宁抚顺113001

通过扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)分析方法,对2.25cr1mo钢经受三次热循环后的组织进行了分析。结果表明,经过三次热循环作用,获得贝氏体组织。经三次热循环—三次热循环中最高峰值温度1 195℃,三次热循环总的t8/5达97s以上的作用时,晶粒尺... 详细信息

通过扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)分析方法,对2.25cr1mo钢经受三次热循环后的组织进行了分析。结果表明,经过三次热循环作用,获得贝氏体组织。经三次热循环—三次热循环中最高峰值温度1 195℃,三次热循环总的t8/5达97s以上的作用时,晶粒尺寸并未发生明显长大。由于第一次热循环冷却过程中没有发生相变,没能产生第二次热循环峰值温度的晶粒细化作用使晶粒尺寸细化。试样热循环作用后,对试样的能谱分析结果表明,析出相微区成分相近,以Fe元素为主要成分,可推测形成了Fe,cr,mo碳化物析出相。

关键词： 2.25cr1mo钢热循环组织峰值温度晶粒尺寸

二次热循环对2.25cr1mo钢组织的影响

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石油化工高等学校学报 2012年第3期25卷 64-66页

作者：胡传顺秦华马喜龙朱健辽宁石油化工大学机械工程学院辽宁抚顺113001 抚顺市特种设备监督检验所辽宁抚顺113006

通过扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)分析方法,对2.25cr1mo钢经受二次热循环后的组织进行了分析。结果表明,经过二次热循环作用,获得贝氏体组织。但经第一次峰值温度热循环作用所形成的粗大原奥氏体晶界,并未在第二次热循环作用后产生细化,仍... 详细信息

通过扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)分析方法,对2.25cr1mo钢经受二次热循环后的组织进行了分析。结果表明,经过二次热循环作用,获得贝氏体组织。但经第一次峰值温度热循环作用所形成的粗大原奥氏体晶界,并未在第二次热循环作用后产生细化,仍然保持第一次热循环所形成的粗大的原奥氏体晶界形态。能谱分析结果表明,微区成分比较均匀,说明试样经受第二次热循环作用后,奥氏体均质化进行得较为充分。颗粒状组织微区成分与基体相比,铬元素含量增高,可推测颗粒状组织形成了以Fe,cr为主的第二相碳化物。

关键词： 2.25cr1mo钢热循环组织峰值温度晶粒尺寸

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2.25cr1mo钢的热塑性研究

2.25Cr1Mo钢的热塑性研究

作者：孙振超哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

2.25cr1mo钢是一种广泛应用于电力、核能以及石油化学工业的高温承压设备的低碳低合金结构钢，特别是在电厂主蒸汽管道及热蒸汽管道中大量应用。该钢在高温下具有较高的强度和抗氧化性，并具有良好的焊接性。 2.25cr1mo钢在连铸连轧生... 详细信息

2.25cr1mo钢是一种广泛应用于电力、核能以及石油化学工业的高温承压设备的低碳低合金结构钢，特别是在电厂主蒸汽管道及热蒸汽管道中大量应用。该钢在高温下具有较高的强度和抗氧化性，并具有良好的焊接性。 2.25cr1mo钢在连铸连轧生产过程中矫直时易发生表面横向裂纹，严重影响产品质量。裂纹形成主要是由于热塑性降低，其原因主要有三种：（1）沿原奥氏体晶界形成的铁素体薄膜;（2）S，Sb，Sn，As，P，Cu等杂质元素在铁素体与奥氏体的界面上或在原奥氏体晶界上的偏聚;（3）碳化物、碳氮化物、氮化物等在晶间析出。铁素体可以分为先共析铁素体和变形诱导铁素体两种。目前关于铁素体对材料热塑性的影响都只是做定性分析，而将上述两种铁素体进行分开讨论，并对其影响进行定量分析的研究很少。本实验准备了两组试样。一组用于拉伸实验，而另一组采用相同的热处理方法但不进行拉伸，仅用于金相观察并与第一组进行比较。第一组试样在650℃到950℃之间以10-3 s-1的应变速率进行拉伸实验，用断面收缩率来评估热塑性。用SEM观察断口形貌，用光学显微镜观察拉伸试样断口附近的金相组织和未变形试样的金相组织，并计算组织中铁素体的含量。实验表明，2.25cr1mo钢的热塑性曲线在750℃到900℃之间存在塑性低谷，在825℃时塑性最低。SEM结果显示，所有试样皆为塑性断裂，且断口上韧窝的数量和深度也能反映塑性的变化，与热塑性曲线符合的较好。试样在825℃变形时，铁素体薄膜沿原奥氏体晶界呈网状析出，在原奥氏体晶界处容易造成应力集中，降低塑性。裂纹在原奥氏体晶界上或第二相颗粒周围产生，并沿网状铁素体薄膜扩展。未变形试样中没有形变诱导铁素体产生，基体上只存在均匀分布的先共析铁素体，铁素体含量较少。两组实验比较，可以得到形变诱导铁素体的含量，其在820℃左右达到最大值，在800℃和900℃时几乎没有形变诱导铁素体产生。与热塑性曲线比较，可以认为形变诱导铁素体的产生是此塑性低谷出现的主要原因。高温塑性变形导致的非平衡偏聚模型计算显示，在800℃到850℃之间P的偏聚量最大，P在晶界上的偏聚降低了晶界结合力，加速了裂纹沿着晶界扩展，导致材料热塑性降低。

关键词： 2.25cr1mo钢裂纹热塑性先共析铁素体形变诱导铁素体

2.25cr1mo钢焊条熔敷金属冲击韧性及步冷脆化规律研究

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2.25Cr1Mo钢焊条熔敷金属冲击韧性及步冷脆化规律研究

作者：王庆江机械科学研究总院

学位级别：硕士

加氢反应器是炼油和煤化工等行业中的关键设备。经过多年的发展,我国加氢反应器的制造技术已日趋成熟,主壳体用的2.25cr1mo钢板材和锻件早已实现国产化,但配套焊接材料还主要依赖进口。国产2.25cr1mo钢焊接材料的低温冲击韧性不足、步... 详细信息

加氢反应器是炼油和煤化工等行业中的关键设备。经过多年的发展,我国加氢反应器的制造技术已日趋成熟,主壳体用的2.25cr1mo钢板材和锻件早已实现国产化,但配套焊接材料还主要依赖进口。国产2.25cr1mo钢焊接材料的低温冲击韧性不足、步冷脆化倾向较大,难以满足加氢反应器的制造要求。本文对焊芯和药皮粉料进行优化设计,重点研究了微量磷含量对焊条熔敷金属冲击韧性和步冷脆化的影响规律,在此基础上研制冲击韧性高、步冷脆性倾向小的R407C焊条,满足加氢反应器制造的技术要求。针对研发的R407C焊条研究了回火参数及焊接热输入对熔敷金属冲击韧性的影响规律,提出了推荐的焊接工艺参数范围。经过大量试验后固化焊条药皮渣系,通过控制焊芯中磷元素的含量,得到不同磷含量的熔敷金属。试验结果表明,熔敷金属中磷含量对低温冲击韧性有重要影响,在-30℃60℃范围,随着磷含量增加,熔敷金属的冲击功显著降低,在0℃以上及-80℃以下,磷对冲击功的影响降低;随着磷含量的增加,脆性转变温度在逐渐增加,熔敷金属-30℃冲击断口形貌从韧窝+准解理型断裂向解理+准解理型断裂转变。对磷含量为0.0038%熔敷金属进行不同回火参数和热输入试验研究,结果表明,回火参数在19.840.71时熔敷金属的冲击韧性稳定并且较高,当回火参数在20.97以上,强度及低温冲击吸收功明显降低并且稳定性也降低,因此R407C焊条较佳回火参数为19.840.71;随着焊接热输入的增加,熔敷金属强度和韧性降低,热输入小于等于18.68k J/cm时,熔敷金属显微组织中的贝氏体铁素体细小呈针状分布,其强度和韧性均达到最佳,当热输入增大到24k J/cm时,熔敷金属中大的块状铁素体含量较多,其强度和韧性均变差。不同磷含量熔敷金属步冷脆化试验结果表明,熔敷金属的低温冲击韧性降低,产生脆化,不同磷含量熔敷金属的回火脆化量不同。随着磷含量的增加,脆化量在增加,冲击断口形貌发生改变,沿晶断口形貌从无到有,并且其比例逐渐增加。采用俄歇电子能谱对断口杂质元素分布分析结果表明,熔敷金属中磷含量越高,晶界上磷元素的偏聚量越多,与冲击断口形貌分析结论一致。R407C焊条步冷后产生回火脆性的主要原因是杂质元素磷在晶界上偏聚造成的。

关键词： 2.25cr1mo钢熔敷金属冲击韧性步冷脆化

镁添加对不同磷含量的2.25cr1mo钢第二类回火脆性的影响

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镁添加对不同磷含量的2.25Cr1Mo钢第二类回火脆性的影响

作者：董鑫沈阳工业大学

学位级别：硕士

2.25cr1mo钢被广泛应用于能源和石油化工行业,目前已被选为我国第四代先进快中子反应堆(CFR600)的蒸发器主体结构材料。通常要求其在450-600°C温度范围和高应力作用下运行周期达40年。在此温度下长期服役,钢中P等微量杂质元素不断偏聚... 详细信息

2.25cr1mo钢被广泛应用于能源和石油化工行业,目前已被选为我国第四代先进快中子反应堆(CFR600)的蒸发器主体结构材料。通常要求其在450-600°C温度范围和高应力作用下运行周期达40年。在此温度下长期服役,钢中P等微量杂质元素不断偏聚于晶界引起的第二类回火脆性是其失效的主要形式之一。基于杂质元素P晶界偏聚机制,本课题将钢液Mg处理引入到2.25cr1mo钢中,利用Mg晶界偏聚、细化碳化物等方面的潜在优势,以期改善第二类回火脆性。本课题在设计不同P含量水平2.25cr1mo钢条件下,系统分析Mg处理对钢在长期时效过程冲击韧性的演变和步冷处理脆化规律,并结合P、Mg、S等晶界偏聚行为及晶界碳化物特征,揭示Mg与P之间的交互作用。具体研究内容和结果如下:(1)研究了Mg处理对不同P含量的2.25cr1mo钢在580℃长期时直至5000 h后冲击韧性与组织演变的影响。结果表明,钢的时效冲击韧性与钢中P含量有密切关系。随着P含量由0.002%增至0.05%,时效冲击韧性大幅降低,这与P偏聚而强烈弱化晶界强度有关。Mg添加是否能改善钢的长期时效冲击韧性与钢中P含量有关。当P含量为0.056%时,添加0.006%Mg可在一定程度上提高2.25cr1mo钢的冲击韧性;而P含量为0.002%时,Mg的添加反而降低了其冲击韧性。分析证明,高P条件下(0.056%),Mg添加改善2.25cr1mo钢的长期时效冲击韧性与Mg晶界偏聚、Mg促进铁素体形成及Mg细化晶界析出相有关。Mg处理钢在长期时效后晶界会存在明显的Mg偏聚现象,且它的偏聚会在一定程度上降低P的晶界偏聚含量,进而降低P偏聚带来的严重危害。(2)研究了Mg处理对不同P含量的2.25cr1mo钢在步冷试验后的回火脆化倾向性的影响。结果表明,钢中P含量由0002%增至0.05%时,步冷后P晶界偏聚浓度由0.87 at.%增至2.35 at.%,钢的回火脆化敏感性系数由-51.4℃升高到174℃,大幅增加了钢的回火脆性。当P含量为0.056%时,0.006%Mg处理的钢的回火脆化敏感性系数降至147.3℃,在一定程度上降低了钢的回火脆性倾向。而P含量为0.002%时,0.005%Mg处理钢的回火脆化敏感性系数较未处理前增加至15.3℃,材料的脆化倾向增加。俄歇电子能谱(AES)结果表明,在高P条件下(0.056%)添加Mg后,Mg、P、S会共同偏聚晶界,三者的共偏聚在一定程度上降低P、S的偏聚含量,降低钢的回火脆性倾向。在低P(0.002%)加Mg后,晶界P偏聚量较低,Mg的晶界偏聚在一定程度上增加了S的晶界偏聚浓度,增加钢的回火脆性倾向。

关键词： 2.25cr1mo钢回火脆性 Mg 晶界偏聚俄歇电子能谱