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20G高压锅炉管的焊接工艺认可试验

16Mn无缝钢管搅拌摩擦焊焊接接头具有无气孔，晶粒细小，疲劳性能、拉伸性能和弯曲性能良好，焊接时无尘烟、无飞溅，节能，无需焊丝和保护气体，焊后残余应力和变形小等优点，是一种适用性很好的焊接方法。铜铬合金由于具有较高的强度、硬度，良好的导电、导热性及耐腐蚀性，是制备电阻焊电极、金属模具、大型高速涡轮发电机导条、电动工具转向器等的优选材料。在发电机导条、电动工具转向器的加工制造过程中需要对铜铬合金进行焊接，目前，主要用熔焊、压力焊和钎焊等方法。由于铜本身物化性能以及杂质元素的影响，其接头容易出现气孔，强度、耐蚀性下降以及焊接变形大等问题。目前关于铜铬合金搅拌摩擦焊焊接接头组织和性能研究的报道并不多，为此，作者分别对固溶态和时效态铜铬合金的搅拌摩擦焊焊接接头显组织、硬度和电导率进行对比研究，为搅拌摩擦焊接用于铬合金提供试验依据。

16Mn无缝钢管固溶态铜铬合金焊接接头基体的晶粒较粗大，焊核区为细小的等轴晶，热机影响区晶粒尺寸略大于焊核区，并有一定的流向性，热影响区晶粒与基体的相差不大;焊核区的硬度 为78HB，距离焊缝中心越远硬度越低，直至达基体硬度。

16Mn无缝钢管时效态铜铬合金接头基体组织为大小不均的等轴晶，焊核区晶粒细化，分布不均匀;热机影响区晶粒被拉长，具有一定的流向性;热影响区晶粒较基体的略有长大;焊核区的硬度 ，为113HB，距离焊缝中心越远硬度越低，热影响区硬度 ，为91HB，之后回升到基体硬度。

固溶态铜铬合金接头焊核区的电导率 ，为73.3%IACS，距离焊缝中心越远电导率越小;时效态合金焊接接头电导率由基体到焊缝区逐渐减小，焊核区 ，为78.1%IACS。

20G高压锅炉管钢材的正火：正火是将高压锅炉管加热到临界温度以上，使钢全部转变为均匀的奥氏体，然后在空气中自然冷却的热处理方法。

  它能过共析钢的网状渗碳体，对于亚共析钢正火可细化晶格， 20G高压锅炉管经过正火处理可以提高锅炉管的综合力学性能，对要求不高的零件用正火代替退火工艺是比较经济的。高压锅炉管正火温度是是930℃。

  20G高压锅炉管热处理工艺的改进

  随着淬火温度的升高，淬火硬度也有所提高，低于1200℃淬火时，回火时2次硬化现象不明显。若高于此温度淬火，碳化物溶解较多，奥氏体合金度增加，从而强化了马氏体，回火时由马氏体中析出较多的弥散碳化物，2次硬化才显示出来。

  提高回火温度，以防止在模具使用过程中发生马氏体向屈氏体转变，以减小组织应力。由传统工艺1次回火，改为3次回火，以使淬火后，材料中低硬度的残余奥氏体较充分地转变为高硬度的2次马氏体，提高模具力学性能。 改进后的热处理工艺为：：550℃装炉(箱式电阻炉加热，加热时模腔用“生铁屑+渗碳剂”保护，以防止模腔脱碳)，保温40min;再升温至1150℃，保温120min，然后出炉油冷至室温。 回火3次，每次加热温度为660℃，保温90min(采用井式回火炉加热)。用该热处理工艺处理的模具使用寿命可达4500次，降低了模具费用，提高了生产效率。