供应15CrMo合金结构钢 15CrMo力学性能 15CrMo圆钢 15CrMo光圆

15CrMo钢系珠光体组织耐热钢，在高温下具有较高的热强性(δb≥440MPa)和抗氧化性，并具有一定的抗氢腐蚀能力。由于钢中含有较高含量的Cr、C和其它合金元素，钢材的淬硬倾向较明显，焊接性差。

基本信息

中文名称

15CrMo

特点

有较高的热强性和抗氧化性

执行标准

GB/T 3077-2006

钢板标准

GB/T11251-2009

执行标准

GB/T 3077-2015 钢板标准GB/T11251-2009、舞阳企业标准、 标准。

焊接材料

针对15CrMo钢的焊接性的工作特点，根据以往的经验，参照国外提供的焊接工艺卡，我们选择了两种方案进行焊接试验。

方案Ⅰ:焊接预热，采用ER80S-B2L焊丝，TIG焊打底，E8018-B2焊条，焊条电弧焊盖面，焊后进行局部热处理。

方案Ⅱ:采用ER80S-B2L焊丝，TIG焊打底，E309Mo-16焊条，焊条填充电弧焊盖面，焊后不进行热处理。焊丝和焊条的化学成分及力学性能见表1。

试验结果

试验方案 拉伸试验 弯曲试验冲击韧性试验aky(J/cm2)

抗拉强度δb/Mpa 断裂部位 弯曲角度 面弯 背弯 焊缝 熔合线 热影响区(HAZ)

方案Ⅰ 550/530 母材 50。 合格 合格 84.8 162 135.6

方案Ⅱ 525/520 母材 50。 合格 合格 79.4 109.2 96.7

焊接工艺

方案Ⅰ:焊接预热，采用ER80S-B2L焊丝，TiG焊打底。E8018-B2焊条，焊条电弧焊盖面，焊后进行局部热处理。

方案Ⅱ:采用ER80S-B2L焊丝，TiG焊打底。E309Mo-16焊条，焊条填充电弧焊盖面，焊后不进行热处理。焊丝和焊条的化学成分及力学性能见表1。

表1 焊接材料的化学成分和力学性能

型号 C Mn Si Cr Ni Mo S P δb/Mpa δ,% ;

ER80S-B2L≤0.05 0.70.41.2 <0.20.5 ≤0.025 ≤0.025 ≤500 25 ;

E8018-B2 0.070.7 0.3 1.1 0.5 ≤0.04 ≤0.03 550 19 ;

E309Mo-16≤0.12 0.5~2.5 0.9 22.0~25.0 12.0~14.0 2.0~3.0≤0.025≤0.035 550 25 ;

焊前准备

试件采用15CrMo钢管,规格为φ325×25，坡口型式及尺寸见图1。

焊前用角向磨光机将坡口内外及坡口边缘50mm范围内打磨至露出金属光泽，然后用丙酮清洗干净。

试件为水平固定位置，对口间隙为4mm，采用手工钨极氩弧焊沿园周均匀点焊六处，每处点固长度应不小于20mm。焊条按表2的规范进行烘烤。

规范

焊条型号 烘烤温度 保温时间

E8018-B2 300 ℃ 2h

E309Mo-16 150 ℃ 1.5h

工艺参数

按方案Ⅰ焊前需进行预热，根据Tto-Bessyo等人提出的计算预热温度公式:

To=350√[C]-0.25(℃) 式中，To--预热温度，℃。

[C]=[C]x [C]p [C]p=0.005S[C]x

[C]x=C (Mn Cr)/9 Ni/18 7Mo/90 式中，

[C]x--成分碳当量;

[C]p--尺寸碳当量; S--试件厚度(本文中S=25mm);

[C]x=C (Mn Cr)/9 7/90Mo=0.361

[C]p=0.045 则To=138℃

因此预热温度选为150℃。采用氧-乙炔焰对试件进行加温，先用测温笔粗略判断试件表面的的温度(以笔迹颜色变化快慢进行估计)， 后用半导体点温计测定，测量点至少应选择三点，以保证试件整体均达到所要求的预热温度。

焊接时， 层采用手工钨极氩弧焊打底，为避免仰焊处焊缝背面产生凹陷，送丝时采用内填丝法，即焊丝通过对口间隙从管内送入。其余各层采用焊条电弧焊，共焊6层，每个焊层一条焊道。方案Ⅰ和方案Ⅱ的焊接工艺参数见表3、4。按方案Ⅰ焊

表3 方案Ⅰ的焊接工艺参数

焊道名称 焊接方法 焊接材料 焊材规格/mm 焊接电流/A 电弧电压/V 预热及层间温度 热处理规范

打底层钨板氩弧焊ER80S-B2L φ2.4 110 12

填充层焊条电弧焊E8018-B2 φ3.2 5 85~90 23~25150℃ 715。×75min

盖面层 焊条电弧焊 E8018-B2 φ3.2 5 85~90 23~25

表4 方案Ⅱ的焊接工艺参数

焊道名称 焊接方法 焊接材料 焊材规格/mm 焊接电流/A 电弧电压/V 预热及层间温度 热处理规范

打底层 钨板氩弧焊 ER80S-B2L φ2.4 110 12

填充层 焊条电弧焊 E309Mo-16 φ3.2 90~95 22~24 / /

盖面层 焊条电弧焊 E309Mo-16 φ3.2 90~95 22~24

接时，层间温度应不低于150℃，为防止中断焊接而引起试件的降温，施焊时应由二名焊工交替操作，焊后应立即采取保温缓冷措施。

热处理

采用方案Ⅰ焊接的试件，焊后应进行局部高温回火处理。热处理的工艺为:升温速度为200℃/h，升到715℃保温1小时15分钟，降温速度100℃/h，降到300℃后空冷。具体采用JL-4型履带式电加热器(1146×310)包绕焊缝，用硅酸铝棉层保温，保温层厚度50mm，温度控制采用DJK-A型电加热器自动控温仪。

试验

试件焊后按JB4730-94《压力容器无损检测》标准进行 的超声波探伤检验，焊缝Ⅰ级合格。按JB4708《钢制压力容器焊接工艺评定》标准进行焊接工艺评定试验。评定结果见表5。

表5 焊接工艺评定试验结果

试验方案 拉伸试验 弯曲试验 冲击韧性试验aky(J/cm2)

抗拉强度δb/Mpa 断裂部位 弯曲角度 面弯 背弯 焊缝 熔合线 热影响区(HAZ)

方案Ⅰ 550/530 母材 50。 合格 合格 84.8 162 135.6

方案Ⅱ 525/520 母材 50。 合格 合格 79.4 109.2 96.7

从拉伸试验结果可知，两种方案的拉伸试样全部断在母材，说明焊缝的抗拉强度高于母材;弯曲试验全部合格，说明焊缝的塑性较好。根据表5中的冲击韧性试验结果可知，方案Ⅰ的冲击韧性明显高于方案Ⅱ，证明方案Ⅰ的焊后热处理规范比较理想，高温回火不仅达到了改善接头组织和性能目的，而且使韧性与强度配合适当。从室温机械性能结果可知，所推荐的两种焊接工艺方案均可用于现场施工。方案Ⅰ采用了与母材成分接近的焊条，焊缝性能同母材匹配，焊缝应具有较高的热强性，焊缝在高温下长期使用不易破坏。难点是焊后热处理规范较为严格，回火温度和保温时间及加热和冷却速度控制不当反而会引起焊缝性能下降。方案Ⅱ采用了奥氏体不锈钢焊条施焊，虽然可以省去焊后热处理，但由于焊缝与母材膨胀系数不同，长期高温工作时可发生碳的扩散迁移现象，容易导致焊缝在熔合区发生破坏。因此，从使用可靠性考虑，现场采用方案Ⅰ施焊更为稳妥。

4 结论

15CrMo钢厚壁高压管的焊接采用两种焊接方案均为可行。为了保证焊缝性能同母材匹配且具有较高的热强性，采用方案Ⅰ效果更佳，关键是要严格控制焊后热处理工艺。

方案Ⅱ虽可省去焊后热处理，但焊缝在高温下发生碳的迁移扩散而导致焊缝破坏的可能性不容忽视，因此，只有在焊后无法进行热处理时才慎重采用。

20CrMnTi 30CrMnTi 20CrMnTi圆钢

模具钢Cr12,Cr12MoV,Cr12Mo1V1,H13,718#,P20,5CrNiMo,5CrMnMo,CrWMn

合工钢9SiCr,9Cr2,7CrsiMnMoV,5-6CrW2si,8Cr3,9Mn2V,4Cr5W2Vsi

合工钢30Cr3W,4Cr2MoVNi,3Cr2WMoVNi,SKD11     

合结钢20-30CrMnTi，20CrNiMo，15Cr2Mo1，15-42CrMo

合结钢20-40Cr，35CrMoV，20CrNi2MoA，20-50CrV

合结钢20MnV，20-40CrMnMo，20-35CrMnsi，38Crsi，38CrMoAI，20-40CrNi

合结钢45CrNiMoVA，12-37CrNi3 12-20Cr2Ni4A，18CrNiMo7-6，17CrNiMo

合结钢40CrNiMo，37SiMn2MoV，19-50Mn2，25Cr2Mov，20SiMn2MoV，12CrNi2

合结钢12Cr1MoV，12-37CrNi3MoA，20Ni4MoA，35SiMn，35CrNi3W，20CrNiMoH

合结钢15-40CrMn，25Cr2Mo1V，45MnMo，40CrMoV，60CrMoV，27CrMoTi

合结钢34CrNiMo6 30CrNi2MoV 18CrNiMnMoA 17-34Cr2Ni2Mo

合结钢30Cr1Mo1V 20CrNiMo1V 18CrNiMo7-6

合结钢：39CrNiMo3 30CrNiMo8 17CrNiMo6 31CrMoV9 18CrNiMo5 18CrMnNiMoV

合结钢42CrNiMoV 34CrNi2MoV 40CrNi2Mo

弹簧钢：60Si2Mn

碳工钢：T8-T10A

耐热钢1Cr5Mo 4Cr10Si2Mo 4Cr9Si2

碳素钢20-60# 15-65Mn

不锈钢2-4Cr13 4Cr13MoV

轴承钢GCr15 GCr15SiMn G20CrNiMoA G20CrNi2MoA G20CrNi4

轧辊钢9Cr2Mo 9Cr2MoV 86CrMoV7 9CrV

美标特钢锻圆1045 1008 5140 4140 13210 52100 1335 4130 6470 4118 3240

金属 供5CrNiMoV 080M40 21CrMoV5-11 20SiMn2Mo2 16CrNiMo16 Cr5Mo1V

AMS6302 5Cr3Mn1SiMoV 18CrNiMo5 9Cr1Mo g56NiCrMoV 20MnCr5 28Mn6 17CrNi6-6 16MnCrB5 AISI4130、、X45NiCrMo4 4Cr3Mo3siV EN-36C 39CrNi3MO SNCM630 sncm439 30CrNiMo8V 34CrNiMo6V 18CrNiMo7-6 21CrMoV-B2 A350 32CrMo12 SCM420H EN-24 Q390D 34CrNo1 SCM415 5NiCrMov7 20Mn5N 655M13 709M40 817M40 835M30 SACM645 655M13 16MnCr5A 18CrNiMo7-6BBBBG EN-25 AISI9315 30CrNiMo8 X210Crw12 A2 H12

日标；S20C. S45C ..S40C. SUJ2. SCr415. SCr440. SCM420. SCM440. SACM645. SUP10. S30C. SWRH18. SMn433. SCM435

  韩标；SM45C. SM58C. SWRCH30K. SM58C. SMn420. SCr415. SCM418. SCM440. SCM435. SMnC420. SNC415. SNC236. STB2. STD11 STF4.

 美国钢材：D6 D3 D2 A2 A6 A8 M4 3V 10V 01 H13 H23 H42 A2 A5 A6 A10 D2 D3 D7 O1 O2 O6 S1 S2 S6 P2 P3 P20 F1 F2 L2 L3 L6 T1 F2 F8 T15 M1 M2 M30 M6 HAP-10 HAP-60 KHA 33N 1005 1018 1020 1035 1042 1053 1071 1086 1095 1513 1524 1548 1566 1572 M1008 M1020 2317 2340 2512 3115 3135 3245 3450 4012 4024 4121 4150 4608 4715 4820 5015 5120 6115 6195 7260 8120 8622 8742 9254 9260

俄标；. CT3CPX. CT6cpX. 20T2. 45T2. 35X. 40X. 50X. 15XM. 38XC. 30XMA. 38XM. 40XMΦA. 40XΦA. 18XT. 20XH. 40XH. 20XH3A. y7-1.

德标，C45 100Cr6 .41Cr4 .20Mn5. 13CrMo44 .42CrMo4. 20Cr4. 18NiCr8. 34CrAiMo5. 36NiCr6. C60.

法标；XC45, XC55, C22E, C45E, 20M5, 40M5, 18C3, 42C4,.42CD4, 18CD4。

35CD4, 50CV4, 100C6, 55NCDV7, Z200C12, 1054WC13, XC12, 32M5, SCr420H, SCr445。SMn420

供应英标出口退税特钢锻圆；050A20, 080M46, 080A20, 030A52, 150M19, En46, 527A19