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| 1Cr9Mo1VNbN |
1Cr9Mo1VNbN成分
1Cr9Mo1VNbN的*終熱處理為正火+高溫回火，正火溫度為1040℃，保溫時間不少于10 min，回火溫度為730～780℃，保溫時間不少于1h，*終熱處理后的組織為回火馬氏體。
1Cr9Mo1VNbN碳是鋼中固溶強化作用*明顯的元素，隨含碳量的增加，鋼的短時強度上升，塑性、韌性下降，對1Cr9Mo1VNbN這類馬氏體鋼而言，含碳量的上升會加快碳化物球化和聚集速度，加速合金元素的再分配，降低鋼的焊接性、耐蝕性和抗氧化性，故耐熱鋼一般都希望降低含碳量，但含碳太低，鋼的強度將降低。1Cr9Mo1VNbN鋼與12Cr1MoV鋼相比，含碳量降低20%，這是綜合考慮上述因素的影響而決定的。
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1Cr9Mo1VNbN鋼中含微量氮，氮的作用體現在兩個方面。一方面起固溶強化作用，常溫下氮在鋼中的溶解度很小，1Cr9Mo1VNbN鋼焊后熱影響區在焊接加熱和焊后熱處理過程中，將先后出現VN的固溶和析出過程：焊接加熱時熱影響區內已形成的奧氏體組織由于VN的溶入，氮含量增加，此后常溫組織中的過飽和程度提高，在隨后的焊后熱處理中有細小的VN析出，這增加了組織穩定性，提高了熱影響區的持久強度值。另一方面，1Cr9Mo1VNbN鋼中還含有少量A1，氮能與其形成A1N，A1N在1 100℃以上才大量溶入基體，在較低溫度下又重新析出，能起到較好的彌散強化效果。加入鉻主要是提高耐熱鋼的抗氧化性、抗腐蝕能力，含鉻量小于5%時，600℃開始劇烈氧化，而含鉻量達5%時就具有良好的抗氧化性。12Cr1MoV鋼在580℃以下具有良好的抗氧化性，腐蝕深度為0.05 mm/a，600℃時性能開始變差，腐蝕深為0.13 mm/a。1Cr9Mo1VNbN含鉻量提高到9%左右，使用溫度能達到650℃，主要措施就是使基體中溶有更多的鉻。
釩與鈮都是強碳化物形成元素，加入后能與碳形成細小而穩定的合金碳化物，有很強的彌散強化效果。加入鉬主要是為了提高鋼的熱強性，起到固溶強化的作用。
2.2
編輯本段熱處理工藝
2.3 編輯本段機械性能
1Cr9Mo1VNbN鋼的常溫抗拉強度≥585 MPa，常溫屈服強度≥415 MPa，硬度≤
250 HB，伸長率(50 mm標距的標準圓形試樣)≥20%，許用應力值［σ]650℃=30 MPa。
編輯本段焊接性能
按照國際焊接學會推薦的碳當量公式算得1Cr9Mo1VNbN的碳當量為
可見1Cr9Mo1VNbN的焊接性較差。
3 1Cr9Mo1VNbN焊接時存在的問題
3.1 熱影響區淬硬組織的產生
可以看出，1Cr9Mo1VNbN的臨界冷卻速度低，奧氏體穩定性很大，冷卻
時不易發生正常的珠光體轉變，從而冷卻到較低溫度時發生了馬氏體轉變。正由
于此，1Cr9Mo1VNbN的淬硬和冷裂傾向很大。
圖1 1Cr9Mo1VNbN鋼的連續冷卻曲線
由于熱影響區的各種組織具有不同的密度、膨脹系數和不同的晶格形式，在
加熱和冷卻過程中必然會伴有不同的體積膨脹和收縮；另一方面，由于焊接加熱
具有不均勻和溫度高的特點，故而1Cr9Mo1VNbN焊接接頭內部應力很大。
對于1Cr9Mo1VNbN，奧氏體十分穩定，要冷卻到較低溫度(約400℃)才能變為
馬氏體。粗大的馬氏體組織脆而硬，接頭又處在復雜應力狀態下。同時，焊縫冷
卻過程中氫由焊縫向近縫區擴散，氫的存在促使了馬氏體脆化，其綜合作用的結
果，很容易在淬硬區產生冷裂紋。
3.2 熱影響區晶粒長大
焊接熱循環對焊接頭熱影響區的晶粒長大有重大的影響，特別是緊鄰加熱溫
度達到*高的熔合區。當冷卻速度較小時，在焊接熱影響區會出現粗大的塊狀鐵
素體和碳化物組織，使鋼材的塑性明顯下降；冷卻速度大時，由于產生了粗大的
馬氏體組織，也會使焊接接頭塑性下降。
3.3 軟化層的產生
1Cr9Mo1VNbN鋼在調質狀態下焊接，熱影響區產生軟化層不可避免，而且比珠
光體耐熱鋼的軟化更為嚴重。當用加熱和冷卻速度均較緩慢的規范時，軟化程度
較大。另外，軟化層的寬度和它離熔合線的距離，不僅與焊接的加熱條件及特點
有關，還與預熱、焊后熱處理等有關。哈爾濱鍋爐廠曾做過試驗得出1Cr9Mo1VNbN
焊接熱影響區硬度曲線，。
1Cr9Mo1VNbN焊接熱影響區硬度曲線
①730℃回火；②750℃回火
可以看出，1Cr9Mo1VNbN鋼焊縫熱影響區產生的軟化現象比較嚴重，而
且接頭的回火溫度越高，軟化程度越嚴重，接頭強度利用系數大大下降。
3.4 應力腐蝕裂紋
1Cr9Mo1VNbN鋼在焊后熱處理之前，冷卻溫度一般不低于100℃，如果在室溫
下冷卻，而環境又比較潮濕時，容易出現應力腐蝕裂紋。德國規定：在焊后熱處
理之前必須冷卻至150℃以下。在工件較厚、有角焊縫存在及幾何尺寸不好的情況
下，冷卻溫度不低于100℃。如果在室溫下冷卻，嚴禁潮濕，否則容易產生應力腐
蝕裂紋。
4 1Cr9Mo1VNbN鋼的焊接工藝
4.1 預熱溫度的選擇
1Cr9Mo1VNbN鋼的Ms點約為400℃，預熱溫度一般選在200～250℃。預熱溫度
不能太高，否則接頭冷卻速度降低，可能在焊接接頭中引起晶界處碳化物析出和
形成鐵素體組織，從而大大降低該鋼材焊接接頭在室溫時的沖擊韌性。預熱溫度
的下限從哈爾濱鍋爐廠所做過的插銷試驗可得到很好的說明。 |
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