文摘丨Cr-Mo钢容器制造工艺分析

摘自：仇志晖. 铬钼钢压力容器制造工艺分析. 中国化工装备, 2002, 4(4)

注：本文主要是介绍几个要点，更详细的内容可参阅：

李亚江. 焊接冶金学——材料焊接性[M]. 第2版. 北京:机械工业出版社, 2016

Cr-Mo钢具有很好的抗氧化性、热强性，还具有良好的抗硫和氢腐蚀能力，在压力容器中有着广泛的运用。但Cr-Mo钢在制造过程中容易出现焊缝的硬化和冷裂纹、热影响区软化，以及焊后热处理的再热裂纹、长期高温使用的回火脆性。其中，由于Cr-Mo钢含有较多的合金成分，淬硬倾向大，在焊接残余应力的作用下，最容易出现焊缝冷裂纹。

1. 冷裂纹倾向

冷裂纹倾向可按碳当量C_eq近似判断：

C_eq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15(%)

C_eq值越大，钢的淬硬倾向越强，越容易产生冷裂纹，一般C_eq>0.5%时，钢就有明显的淬硬倾向，需要预热后才能进行焊接。

2. 再热裂纹倾向

再热裂纹又称消除应力裂纹，一般发生在500~700℃范围的加热过程中，可用裂纹指数P_SR来判断：

P_SR=1(%Cr)+1(%Cu)+2(%Mo)+10(%V)+7(%Nb)+5(%Ti)-2

Psr≥0时，就有可能产生再热裂纹。焊后热处理时，应确定合适的加热速度。

3. 回火脆化倾向

在400~700℃高温环境热处理或长期运行过程中，Cr-Mo钢的冲击韧性明显下降，这种现象称之为回火脆性，可用脆性指数X来表示：

X=(10P+5Sb+4Sn+As)/100(ppm)，X应至少不大于25ppm。

4. 制造工艺参数确定原则

焊接线能和预热、层间温度决定了焊缝金属的冷却条件，对焊缝显微组织有很大影响。一般来说，相对较小的线能有利于提高焊缝冷却速度，细化晶粒、改善显微组织，提高冲击韧性，降低回火脆化倾向。

另外，选择焊材时应注意控制含碳量，以提高焊缝的抗裂能力；选用低氢型的焊条，并注意防止受潮。

适当的预热和层间温度，可以延长焊接接头在冷裂纹敏感温度区间（100℃）的停留时间，有利于氢的逸出，减小焊缝的淬硬倾向，对于防止冷裂纹、再热裂纹和回火脆化都有重要作用。但预热和层间温度以保证焊缝不产生冷裂纹为主，温度过高容易使焊缝残留奥氏体，这种组织在焊后热处理有转变成马氏体的危险。

若不能及时进行焊后热处理，应考虑进行消氢处理，在焊缝冷却到100℃之前加热到350~400℃，保温一定时间，即有很好的消氢效果。

Cr-Mo钢的焊后热处理除了消除焊接残余应力外，还可降低焊缝硬度、改善组织、提高接头的蠕变强度和组织稳定性等。焊后热处理温度可以GB/T 30583确定。