核電用Q460鋼氣保焊焊接工藝研究.pdf

1、本課題重點對 Q460核反應堆支架用鋼進行研究。為了達到提高核反應堆支承架承載能力和減輕重量的目的，針對目前核反應堆支承架大多采用 Q390等傳統(tǒng)鋼材的現(xiàn)狀，擬定采用強度和韌性都更好的Q460鋼。
　　本文選用45mm厚的Q460鋼，單邊坡口角度為45°。選用低合金145230焊絲，首先對熔敷金屬進行測試，再對焊接接頭進行熱處理試驗，從顯微組織和力學性能分析熱處理對熔敷金屬和焊接接頭的影響。然后采用不同的焊接熱輸入對接頭的顯微組織

2、和力學性能進行分析。
　　采用熱輸入為16 kJ/cm對所用的焊材進行性能測試，并對熔敷金屬進行610℃回火，保溫時間為29小時熱處理試驗，通過對熔敷金屬的研究，結果表明：熱處理前后熔敷金屬的顯微組織均為少量的先共析鐵素體和側板條鐵素體，以及大量均勻分布的針狀鐵素體。焊態(tài)下先共析鐵素體的數量較少，側板條鐵素體數量較多，板條間尺寸較小，針狀鐵素體尺寸更細小，分布更為致密。熱處理對熔敷金屬強度和硬度的影響并不大，熱處理后熔敷金屬沖擊韌

3、性下降。
　　采用熱輸入為20kJ/cm對焊接接頭進行焊接試驗，并對接頭進行610℃回火，保溫時間為29小時熱處理試驗，研究熱處理前后焊接接頭性能的變化。結果表明：熱處理前后接頭焊縫金屬的顯微組織與熔敷金屬基本一致，均為少量的先共析鐵素體和側板條鐵素體，以及大量均勻分布的針狀鐵素體。焊態(tài)下先共析鐵素體的數量較少，側板條鐵素體數量較多，板條間尺寸較小，針狀鐵素體尺寸更細小，分布更為致密。熱處理后接頭焊縫金屬強度、沖擊韌性和硬度均下降

4、。
　　采用熱輸入為12 kJ/cm、16 kJ/cm和20 kJ/cm進行焊接試驗，從力學和微觀分析熱輸入對焊接接頭及熱影響區(qū)性能的影響。結果表明：（a）焊縫中：熱輸入越大，先共析鐵素體數量越多，側板條鐵素體數量越少，針狀鐵素體的尺寸增大。三個熱輸入下焊縫中都會析出M-A組元和夾雜物。三種熱輸入下焊縫金屬的屈服強度、抗拉強度、沖擊韌性和抗彎能力都能滿足460MPa級低合金鋼的性能要求。隨著熱輸入的增大，焊縫金屬的屈服強度、抗拉強

5、度和沖擊韌性都降低。熱輸入為12 kJ/cm時焊縫金屬硬度最高，熱輸入為16 kJ/cm和20 kJ/cm時焊縫金屬硬度略低，且二者差別不大。（b） HAZ中：粗晶區(qū)除了有鐵素體還會有貝氏體析出，細晶區(qū)都是細小均勻的鐵素體和珠光體。熱輸入越大，粗晶區(qū)原始奧氏體的晶粒越大，析出的先共析鐵素體組織越多，但是熱輸入對細晶區(qū)和不完全相變區(qū)的組織影響不大。隨著熱輸入的增加，在熔合線處的沖擊吸收功逐漸減小。熔合線外2mm處的沖擊吸收功隨著熱輸入的增