核電用A508Ⅲ鋼主焊縫高純焊條J557HR研制

1、核電用a508 iii鋼主焊縫高純焊條j557hr 研制o前言a508iii鋼是在a508ii鋼基礎(chǔ)上發(fā)展的具有較好塑、韌性 的低合金鋼，通過熱處理能夠得到需要的低溫和高溫力學(xué)性 能，且物理性能較為理想，目前廣泛應(yīng)用在核反應(yīng)堆壓力容 器、蒸汽發(fā)生器和穩(wěn)壓器等構(gòu)件的制造中。近年來國內(nèi)核電發(fā)展迅速，但是對a508iii鋼主焊縫用焊 條仍然以進(jìn)口為主，所以有必要開展a508iii鋼主焊縫配套高 純焊條的系統(tǒng)性研制。1焊條藥皮組成物選擇1.1焊條渣系選擇國內(nèi)外同類焊條，均采用堿性低氫型渣系，這是因?yàn)榈?氫型渣系有很強(qiáng)的脫s及降氫能力，并能限制增p現(xiàn)象，能 得到致密的熔敷金屬；因此，選擇低氫型caoca

2、f2sio2tio2 型堿性渣系作為研制j557hr焊條的主渣系。1.2焊條用焊芯選擇考慮到研制焊條主要用于核電主焊縫的焊接，雜質(zhì)含量 要求較低；因此，在國產(chǎn)的h08c焊芯要求的基礎(chǔ)上，進(jìn)一 步對s、p含量做出嚴(yán)格規(guī)定,焊芯主要成分控制為cwo. 05%, sw0. 005%, pw0. 008%。1.3焊條合金系統(tǒng)選擇參考國內(nèi)外焊材樣本，同類產(chǎn)品都采用mnnimo系作為 該類焊條的合金系，因此，j557hr焊條的合金系選擇mnnimo 系。2試驗(yàn)結(jié)果2. 1焊條工藝性能研制的j557hr焊條工藝性能均良好，具體表現(xiàn)在：焊 道成形美觀，焊縫表面有金屬光澤，波紋均勻；渣覆蓋均勻, 易脫渣，渣開裂

3、，翹起；飛濺較小，均為小顆粒飛濺，電 弧穩(wěn)定。2. 2焊條熔敷金屬mn/si比對性能的影響對于j557hr焊條的研制，抗拉強(qiáng)度指標(biāo)較易達(dá)到，但 是達(dá)到低溫沖擊韌性，特別是-51 °c低溫沖擊指標(biāo)相對較為 困難。試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，j557hr焊條熔敷金屬mn/si比對熔敷金屬 低溫沖擊韌性的影響較大。一般認(rèn)為，對于低合金結(jié)構(gòu)鋼焊條,mn/si比控制在3.0 以上對提高熔敷金屬低溫沖擊韌性有利。研究工作中發(fā)現(xiàn) mn/si比的增加對j557hr焊條熔敷金屬的-51 °c低溫沖擊韌 性有利。j557hr焊條熔敷金屬是在其它成分固定的前提下進(jìn) 行，其它化學(xué)成分范圍如下：cw0. 08%,

4、mo 為 0. 40%0. 65%, ni 為 0. 600. 80%, sw0. 010%, pw0. 015%。mn/si比對熔敷金屬-51 £沖擊試驗(yàn)結(jié)果見圖lo2. 3焊條綜合性能根據(jù)核電用a508iii鋼主焊縫焊條j557hr要求，對研制 j557hr焊條進(jìn)行綜合性能試驗(yàn)，結(jié)果如下。231焊條熔敷金屬化學(xué)成分研制焊條的熔敷金屬化學(xué)成分見表lo232焊條熔敷金屬力學(xué)性能拉伸試驗(yàn)按照aws b4. 0m2000焊縫的機(jī)械測試用標(biāo) 準(zhǔn)方法標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行，試件形狀采用棒狀，試件尺寸d0=12. 5 mm；沖擊試驗(yàn)按照aws b4. 0m2000焊縫的機(jī)械測試用標(biāo) 準(zhǔn)方法標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行，試件

5、采用v形缺口。研制焊條的熱處理態(tài)熔敷金屬力學(xué)性能見表2,其中拉 伸試驗(yàn)溫度為室溫。233焊條熔敷金屬落錘試驗(yàn)研制j557hr焊條熔敷金屬按照astm e2081991要求, 采用p2型號試樣，在-21 £進(jìn)行落錘試驗(yàn)，試樣未斷裂， 符合rtndtw-20 °c要求。234焊條熔敷金屬擴(kuò)散氫含量按照aws a4. 3測定馬氏體、貝氏體和鐵素體鋼電弧焊 金屬中擴(kuò)散氫含量的標(biāo)準(zhǔn)方法，采用水銀法進(jìn)行試驗(yàn)，研 制j557hr焊條熔敷金屬擴(kuò)散氫含量為2.8 ml/100 g,滿足 hw5 ml/100 g要求。235焊條熔敷金屬韌脆轉(zhuǎn)變溫度熔敷金屬的韌脆轉(zhuǎn)變溫度（dbtt）由斷口形貌判

6、據(jù)法來 確定。根據(jù)cgb/t 127782008金屬夏比沖擊斷口測定方 法，測量了 40 h熱處理態(tài)沖擊斷口晶狀斷面(放射區(qū))收 縮率，結(jié)果見表3。利用40 h夏比沖擊試驗(yàn)的沖擊吸收能量均值和斷口晶 狀斷面收縮率2組數(shù)據(jù)制圖，結(jié)果如圖2所示。從圖2可以確定，40 h熱處理態(tài)j557hr焊條熔敷金屬 的斷口形貌轉(zhuǎn)變溫度 (fatt , fracture appearancetransition temperature)為-42 °c。堆焊及表面工程專委會(huì)主任、裝甲兵工程學(xué)院張平教授 主持會(huì)議開幕式，佳木斯大學(xué)孟祥才書記致開幕詞，并向各 位代表表示熱烈歡迎。哈爾濱工業(yè)大學(xué)原黨委書記吳林教 授、中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)焊接分會(huì)王麟書秘書長分別在開幕式 上致辭。會(huì)議期間，哈爾濱工業(yè)大學(xué)吳林教授、佳木斯大學(xué)材料 科學(xué)與工程學(xué)院李慕勤教授、裝甲兵工程學(xué)院張平教授、鄭 州機(jī)械所魏建軍研究員、北京嘉克新興科技有限公司劉振英 董事長、西安交通大學(xué)楊冠軍教授等分別做了精彩的大會(huì)特 約報(bào)告；賀定勇教授等15位代表做了精彩的學(xué)術(shù)報(bào)告。與 會(huì)代表圍繞"推動(dòng)堆焊事業(yè)