热处理工艺过程管理办法.doc

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1、热处理工艺过程管理办法1设备要求对计算机温控系统，其显示温度应以自动记录仪（在校准有效期内）的温度显示为准进行调整；热处理温度记录曲线与标准记录纸对照，记录纸读数误差不大于5/cm，控温精度应在5。2材料的选择根据规程和相关文件（工艺评定试验）要求，按焊口规格和材质情况选择加热方法，加热器（功率和宽度）；保温毯的保温厚度和宽度；热电偶型号和数量；补偿导线规格和型号等。3 对热电偶的要求及安装常用热电偶的分度号介绍及区别 常用工业热电偶的分度号主要有S、R、B、N、K、E、J、T等8种。其中S、R、B属于贵金属热电偶。 N、K、E、J、T属于廉金属热电偶。t、S分度号的特点是抗氧化性能强，宜在氧

2、化性、惰性气氛中连续使用，长期使用温度1400 短期1600。在所有热电偶中，S分度号的精确度等级最高，通常用作标准热电偶使用。 R分度号与S分度号相比除热电动势大15%左右，其它性能几乎完全相同； B分度号在室温下热电动势极小，故在测量时一般不用补偿导线。它的长期使用温度为1600， 短期1800。可在氧化性或中性气氛中使用，也可在真空条件下短期使用。 N分度号的特点是1300下高温抗氧化能力强，热电动势的长期稳定性及短期热循环的复现性好，耐核辐照及耐低温性能也好，可以部分代替S分度号热电偶； K分度号的特点是抗氧化性能强，宜在氧化性、惰性气氛中连续使用，长期使用温度1000，短期1200。

3、在所有热电偶中使用最为广泛。 E分度号的特点是在常用热电偶中，其热电动势最大，即灵敏度最高。宜在氧化性、惰性气氛中连续使用，使用温度0-800；J分度号的特点是既可用于氧化性气氛(使用温度上限750)，也可用于还原性气氛(使用温度上限950)，并且耐H2及CO气体腐蚀，多用于炼油及化工； T分度号的特点是在所有廉金属热电偶中精确度等级最高，通常用来测量300以下的温度。热电偶型号应根据加热温度选择，易选用防水型铠装热电偶；热电偶直径与长度应根据热处理工件的大小、加热宽度、固定方法来选用；热电偶摆放位置，必须保证测温准确可靠，所以温度必须有代表性。测温点位置应以焊缝中心为准对称布置，最少为两点。

4、对于管径大于273的管道，必须进行分区控制热处理。焊接接头在管道水平位置时，测温点应上下对称布置。对小径管多个焊接接头成批热处理时，则可采取整批控温法进行，此时，应注意加热器的选用和布置宽度，热电偶应放置于具有代表性的焊接接头处。对于预热焊口热电偶布置方法同热处理一样，只是热电偶离焊缝位置有变化，预热时热电偶热端离坡口20-50mm（加热器覆盖）。热电偶帮扎时，要把热端用隔热布与加热器隔离（至少150mm），以保证测温准确。下面介绍热电偶热端不同布置方法对测量温度的影响影响焊后热处理质量的关键因素是回火温度和恒温时间，但有时却出现回火温度和恒温时间均满足显示正常但质量依然不合格的现象，主要体现

5、在焊缝硬度过高，为什么会出现硬度高的现象呢？下面从热电偶固定形式造成了温度偏差来分析。一般热电偶的紧固方法是如图所示采用铅丝紧固，覆盖上加热器以后很少有人考虑热端的加热器影响。当热电偶被加热器覆盖后，因为热端没有什么隔离措施，是不是直接测量了加热器的温度。使工件的温度根本没有达到仪表显示温度。加热器的温度与工件的温度差有多大？对工件的影响到底有多大，其温度曲线是怎么样的形式。本次试验共设置5根热电偶，其位置（如图） R1、R2、R3布置图 R4布置图R5布置图R1-管件12点钟位置，主温度控制点，R2-管件9点钟位置，不同周向位置温差对比点；R3-管件6点钟位置，不同周向位置温差对比点；R4-

6、与主测点对应的加热器温度测量点；R5-与主测点对应的加热器外壁温度测量点。热电偶的设置目的，主要是检测R1、R2、R3均是铅丝紧固并未加任何隔绝层，三测点是不是有直接测量加热器外壁的可能，另外也验证不同周向位置，三个主要温度点的温差；R4设置的目的是与对应的铅丝绑固的热点偶对比一下，加热器产生热量后，与管壁铅丝紧固的热电偶的温度有无差异；R5设置的目的是想验证同一位置的加热片里外有多大差异，因为加热器内壁的热量直接辐射到管壁，而外壁的热量被保温层阻隔应该存在一定差异。试验工艺：升、降温速速：250/h；恒温高度：760；恒温用时：1.5 h热处理曲线图从图可看出R1R2R3的温度基本无差异，且

7、与加热器、外壁温度有非常大的差距，说明这三点热电偶的热端因为绑扎铅丝的隔绝并未测到加热片温度，测得的是管子外壁的温度且各点间温差不大。结果分析： 加热器温度要比管道恒温温度高，特别是升温阶段和恒温前段。如果热电偶绑扎不合理热端和加热器的接触上，热电偶采集的数值是加热器温度，势必造成工件温度不足，造成硬度偏高。在恒温的后阶段温差相差近40左右（主要是试验管子为整体加热）。在安装阶段可能造成的温差还要更严重。用绳式加热器的影响由于绳形加热器采用的是周向缠绕方式，如果不加隔离层，加热磁珠很容易紧密的压在热端上如图：试验采用三根热电偶，R1、R2、R3R1:用铅丝紧紧压住热端，并使经过热端的磁珠依靠铅

8、丝将其隔绝，作为主控制热电偶；R2：热端距离R1热端纵向延长出10，使加热器磁珠正好压在R2热端上如图；R3: 布置在R1、R2对称方向，同R2布置；加热工艺：升、降温速速：250/h；恒温高度：720；恒温用时：1 h热处理曲线图从曲线图数据看出，由于绳形加热器能紧贴热电偶热端，非常明显的显示出铅丝隔离和不隔离的温差，在恒温阶段温度相差近80，而且当使用绳形加热器时往往热电偶的热端最容易超过铅丝5-10左右，形成磁珠紧压热电偶热端，造成较大的恒温温差，这也是绳形加热器处理比片式效果更差的缘故。结果分析：当热电偶热端与加热器直接接触，热电偶采集的数值是加热器温度，势必造成工件温度不足，造成硬度

9、偏高。在恒温的后阶段温差相差近80左右（主要是试验管子为整体加热）。在安装阶段可能造成的温差还要更严重。热电偶热端采取隔离措施试验设置三根热电偶：R1、R2、R3分别摄取：覆盖隔离层下的温度-R1；铅丝隔离并紧挨覆盖隔离区的温度- R2；代表性的无覆盖区温度- R3。目的是验证上述想象是否存在，如图： 热电偶布置方式 加热器固定 保温及升温情况工艺参数：升、降温速速：250/h；恒温高度：760；恒温用时：1.5 h热处理曲线图从曲线图看出石棉布覆盖热电偶热端的温度低于不覆盖的热电偶的温度。R1与R2、R3自始至终一直存在比较恒定的温度差，说明覆盖和不加覆盖的热端存在30的温差，充分说明加热器

10、辐射的形式对热电偶有极大的影响，如果在恒温阶段相差20度以上，那对于铁素体耐热钢硬度影响会很大。下面是采用铁片隔离热电偶热端的试验，热处理工艺同上热电偶布置方法热处理曲线图结果分析：1：用铁皮与石棉布隔离的热电偶温度无差别。2：R1、R2对比R3有20的温差，说明不加隔离层的热电偶依然受加热器热量的影响与采取隔离的热电偶温度有至少20温差。总结：在进行焊后热处理时必须要在热电偶热端至冷端150mm距离上布置合理的隔离材料，避免温度受加热装置的影响，目的就是使工件真正达到工艺要求温度，确保热处理质量。4.加热器、保温材料的选择与安装 柔性陶瓷电阻加热器的制作及存在问题柔性陶瓷电阻加热器的主要品种

11、有绳型加热器（索壮加热器）、指状加热器、履带式加热器（片状加热器），以及由履带加热器派生的异型加热器、吸铁式加热器、哈夫式加热器。柔性陶瓷电阻加热器的工作温度不超过1000。 柔性陶瓷电阻加热器主要材料由电阻丝、陶瓷管（块）以及引出线、接插件组成。生产加热器选择优质的材料是关键。 电阻丝是柔性陶瓷电阻加热器最为关键的材料，电阻丝的优劣直接关系到加热器的温升及使用寿命。所以选用电阻丝时，应选用大企业炼制的符合国家标准的(GB/T1234-1992)、Cr20Ni80镍铬丝，单股丝径以0.3-0.4mm为宜。陶瓷管（块）是柔性陶瓷电瓷电阻加热器的另一关键材料，直接影响加热器的导热及使用寿命。 陶瓷

12、管（块）应符合以下主要技术参数： 1、软化温度1200 2、抗冲击强度7KG/2 3、绝缘强度20KV/ 4、抗震性能在温度750时淬入25的水中三次不开裂。 引出线的长度：10KW的加热器应80，其中冷端紫铜线的长度应40，绳型加热器的铜线引出线的长度应50，铜线截面积应10mm2。 接插件采用承接式接插件。柔性陶瓷电阻加热器的设计，应首先了解热处理的工件、管径及壁厚，确定加热器的几何图形。加热器的长度=管径+10mm(瓷块厚度)。宽度为管径的8-10倍。从而得出加热器的面积。根据加热器的面积按4.5-5W/2计算加热器的功率。每2所承载的功率设定要适中，设计过小会影响加热器的升温，设计过大

13、又容易造成索状镍铬丝载面积小，达不到电流安全通过的标准，而将镍铬丝烧断，损坏加热器。 柔性陶瓷电阻加热器的功率一般可设定为10KW、5KW、3.3KW、2.5KW、2KW、1.6KW、1.25KW。功率5KW以下，2片（根）或2片（根）以上串联使用的加热器所设定的电压、功率应能符合串联使用的电压、功率。 柔性陶瓷电阻加热器的功率确定后，即可确定加热器的额定电流电压，冷态电阻值。根据加热器的面积（长度）、功率、选择适合的陶瓷管（块），再根据加热器的面积（长度）所选用的陶瓷块（管）计算出所需要的索状镍铬丝的长度和绞制索状镍铬丝绳的单丝股数。将已检验、测定好的电阻丝，按所需长度、股数绞制成索状镍铬丝

14、，绳绞制行进中，应匀力、匀速。绞制成的索状镍铬丝绳不允许有接头、断丝。批量生产时先绞制一根镍铬丝绳，经测定电阻符合设定值，再批量生产。 将绞制好的索状镍铬丝绳和所选择好的陶瓷块（管）按加热器的几何图形手工编制。编制过程中应收紧索状镍铬丝绳，编制好的加热器不允许镍铬丝绳有外露，影响通电安全。编制履带加热器时，加热器的两端视加热器的宽度置放两块或两块以上带孔的陶瓷块、两端带孔的陶瓷块位置要对应，便于施工时联结捆扎。 两片（根）或两片（根）以上的串联使用的加热器，面积（长度）、引出线长度、冷态电阻值应绝对相同，否则影响准确测温、控温。 制作273或273以上管径加热器时应分成两片制作。便于热处理时分

15、区测温、控温。两片以上组合使用的加热器，不要在制作过程中拼装，否则当一片损坏时，另一片也只能报废，造成浪费。 制作5m或5m以下绳型加热器时，应选择中、小碗型瓷管，弯曲度缠绕性更好，便于小管径管道的热处理使用。 加热器引出的索状镍铬丝绳（热端引出线）与冷端紫铜线的联结用两个不锈钢管连接压接，压接时应将不锈钢管中的毛刺去除，防止压伤镍铬丝绳和铜丝，选择的压线钳口要适中，防止压接不牢固。加热器的两端引出线上安装承接式接插件，一端安装公插件、一端安装母插件，也可根据用户需要安装，接插件应用带两个带M6丝孔的接插件，用螺钉旋紧。 制作好的加热器，首先进行几何面积的检测，中等瓷块编织成的加热器，长度误差

16、正10，负15，特小瓷块编织成的特小加热器长度误差正6，负12，宽度误差10。 绳型加热器的长度公差保证正在 10以内。 几何图形面积测定后，根据制作时设定的冷态电阻值测试冷态电阻，其设定的电阻值与实测的电阻值误差3%。每季进行一次加热器的性能测定: 耐压测定：通过2000V交流电一分钟不被击穿。 绝缘电阻测定：在温度400时400M 高温漏电测定：在温度7500.5mA/KW。 加热器经检验测定后，在接插件上贴上标签，标签上注明生产厂家、加热器名称、尺寸、工作电压、电流、冷态电阻值、功率。 装箱时附有装箱单及质量证明书。柔性陶瓷电阻加热器存在的问题： 一、由于物价不断上涨，市场的恶劣竞争，购

17、货方往往不能准确掌握招标尺度，而且有时买的不管用，谁价格低就定谁的货，因而市场上柔性陶瓷电阻加热器出现了以次充好，以劣充优，鱼龙混杂的状态。产品质量不断下降，直接影响加热器的使用寿命。 二、绳型加热器使用的电阻丝受原材料延伸率的影响，通电使用后其延伸长度较大，造成较大部分露丝，影响安全和使用。热处理加热器功率可根据公式进行粗略估算：美国计算法 P=DS/650(KVA)式中P-功率, KVA D-管子直径，mm S-管子壁厚, mm德国计算法 P=AD （W）式中P-功率, W A-经验系数 D-管子直径，mm S-管子壁厚, mm其中A与加热温度和绝缘消耗状况有关 A=K(T/620)2式中

18、K-绝缘消耗系数 T-加热温度 K：内外均有绝热时等于5；外有绝热时等于10；无绝热时等于5.中国计算法1）加热所需功率 =/ (1)式中 :为加热所需电功率 , ;为加热所需热量 ,;为加热时间 ,。2） =( -0 ) (2 )式中为所需热量 ,;为热损失系数 ,一般为 2 .53.5 ;为被加热管段之质量 , ;为比热 ,/ ;为热处理加热温度 , ;0 为初始温度 ,。3） =4( +) ( -)/ 10 0 0 (3)式中为被加热件的质量 , ;为管子的外径 , ;为管子的内径 , ;为管子加热带宽度 , ;为钢材密度 ,/3。加热宽度的选择加热区域宽度的确定出于两方面考虑。一是由于

19、管道外部加热，必然存在径向温度梯度，为使均温区内的金属在厚度方向达到所需的最低温度，加热区域必须达到一定的宽度；二是管道的局部加热会导致弯曲位移和切向应力，从而产生接头变形和残余应力，应力的大小和分布受加热宽度和轴向温度分布的影响。按规程DL/T-819规定，热处理的加热宽度从焊缝中心算起，每侧根据直径/壁厚的数值不同，确定宽度在4-7倍之间。加热宽度就是加热装置的宽度（加热器宽度），保温材料选用硅酸铝纤维毯，宽度为大于加热宽度至少2倍且不小于150mm取大值。但也要考虑现场实际情况，如果现场情况达不到宽度要求，可以适当延长恒温时间或适当提高热处理温度，使其达到同样的效果。因规程没有考虑高合金

20、铁素体耐热钢内外壁温差对力学性能的影响（规程50，而高合金铁素体耐热钢应小于30），所以对于高合金铁素体耐热钢应根据相关要求和工艺试验结果来确定加热宽度和保温宽度。 管道局部焊后热处理加热宽度和保温宽度见下图。其中W为焊缝宽度，SB为均温区宽度，HB为加热带宽度，GCB为保温宽度。现场加热区宽度按以下公式计算 加热器宽度=4.5(Rt)1/2+166(mm) 保温宽度按=9(Rt)1/2+t(mm) 保温厚度大于等于50mm.t管道的名义厚度；R管道的内径安装加热器之前，应将焊件表面的杂物和焊接接头处的焊渣、飞溅清理干净，并使加热器与焊件表面紧密接触。当使用绳型加热器对焊缝进行预热时，焊缝两侧

21、加热器的缠绕数量和密度应尽量相同，缠绕方向相反。如同时处理多个焊接接头时，各加热器的布置方式、电阻值应尽量相同，其保温层厚度和宽度也应尽量相同。安装加热器时应注意那些事项 焊缝被加热区的表面应清洁无油污、焦油、沥青等杂物。接通220V电源时，必须采取安全措施，防止人身触电事故，加热器和电源的引出线必须在隔热层外，且连接必须接触良好。加热器与被加热件之间不应有保温层，加热器不得相互重叠，以免加热器局部过热影响使用寿命。加热器的选择应根据管子的直径、厚度及热处理规范具体制定。5焊后热处理热处理规范包括：热处理方法、加热温度、保持时间和升降温速度等。现场热处理的加热方法一般都是回火热处理，是将纲加热

22、到下临界点（Ac1）以下某一温度（30-50），保持一定时间，然后在空气或保温层内冷却。常用钢材Ac1温度.各种钢材Ac1、Ac3等温度值Ac1Ac3Ar1Ar3MsMz2073585568083516Mn736849-86715MnV700-720830-85063578012CrMo72088069579015CrMo745845WB3672587012Cr1MoV774-805882-904761-787830-895T/P23800-820960-990T/P24800-820960-99012Cr2MoWVTiB812-830900-930736-785836-854T/P91800

23、-830890-940400100T/P92800-830900-92040080Ac1=723-14*%Mn+22*%Si-14.4*%Ni+23.3*%CrAc3=854-180*%C-14*%Mn+44*%Si-17.8*%Ni-1.7*%Cr现场热处理规范首先是考虑合同要求执行的规程规范，如果没有要求，就执行工艺评定和焊接、热处理规程。对热处理间隔时间的要求：P22以及以上的铬钼、铬钼钒、和含硼钢，焊后24小时内应做热处理；而X12CrMo91（F11、F12）等大厚度高铬钢焊口，焊后冷却到100-150应立即进行热处理；对于SA335P91等铁素体耐热钢类，应在焊后冷却到80-120

24、时，恒温1-2小时进行低温转变，转变结束立即进行热处理。其他低合金钢焊接接头的热处理间隔时间则没有严格规定，但间隔时间不宜过长，应尽快处理为易。哪些耐热钢焊接中断需进行后热或热处理？焊接过程中断，由于组织被淬硬以及局部应力增加，对厚壁或合金成分较高的钢材尤其明显，往往未采取任何措施时会造成接头开裂。因此对于壁后大于25mm的管子，要求焊完壁后1/3或最小19mm时，才允许中断；对于含铬量大于2.5%，或壁后大于25mm的管子，中断焊接时，冷至室温，立即进行后热或650-710短时间回火，继续焊接前需重新预热到规定温度。如何检验焊后热处理规范正确性：检验热处理的效果，主要采取金相分析和测量，最常

25、用的为硬度测量法。热处理后硬度检验的问题检验设备 硬度检验设备 火电施工中，目前普遍采用便携式里氏硬度计进行检验。代表性的里氏硬度计为时代公司的产品。 GB/T17394-1998金属里氏硬度试验方法详细规定了里氏硬度试验原理、符号、试样、试验仪器、试验要求及结果处理等，并规定里氏硬度计应按JJG747进行检定，应尽量避免将里氏硬度换算成其他硬度。 金相检验设备 主要有现场便携式金相检测仪、台式金相显微镜、视频金相显微镜等。由专业金相检验人员完成，这里不再叙述。为何选用硬度作为衡量热处理效果的指标？从焊后热处理的作用分析：（1）判定对组织的影响，需要进行金相检验； 破坏或不破坏试验，难度大，时

26、间长，且不能反映性能变化（2）判定对性能的影响，需要进行包括室温强度、塑性、冲击功、硬度和高温持久强度试验； 除硬度检验外，均为破坏性试验，做高温性能试验更不可能（3）判定对残余应力的影响，需要测定残余应力分布； 残余应力测定要么不是实时检测，要么不能定量，准确性不好只有硬度检验可不破坏焊件，且相对准确的测定焊接接头的特定性能，并间接反映接头的强度、塑性和裂纹敏感性。 目前的硬度试验方法 洛氏硬度（HR）GB/T230.1-2004，压痕法，标尺比较复杂，球头类型较多 布氏硬度（HBW）GB/T231.1-2002，压痕法，需要专门的试验台 维氏硬度（HV）GB/T4340.1-1999，压痕

27、法，适用性广，测量范围宽，但只能测定试样硬度 努氏硬度（HK）GB/T18449.1-2001，压痕法，需专门的试验台，只能对试样 里氏硬度（HL）GB/T17394-1998，冲击法，可现场测试，不需要专门试验台，可换算成其他硬度，但工件不能太小（重量、厚度限制） 肖氏硬度（HS）GB/T4341-2001，冲击法，很少用于现场金属部件的检测，工件不能太小（重量、厚度限制） 适于现场使用的只有里氏硬度！适于研究的用维氏硬度、布氏硬度！ 标准对焊缝硬度检验要求 ASME B31.1动力管道：无要求 GB150钢制压力容器：无要求 蒸汽锅炉安全技术监察规程：无要求 压力容器安全技术监察规程：无要

28、求 JB4708、JB4709：无要求 国外企业 日本： Cr0.5% 硬度225HBW Cr0.5%2% 硬度225HBW Cr2%10% 硬度241HBW 法国：碳钢：不大于母材硬度的115% Mo钢：不大于母材硬度的120% Cr-Mo钢：不大于225HBW焊缝硬度检验标准 GB/T50236现场设备工业管道焊接施工验收规范 碳钢：不大于母材硬度的120% 合金钢：不大于母材硬度的125% DL/T868-2004火力发电厂焊接工艺评定规程 硬度检验的合格标准可按照产品技术条件有关规定，一般焊缝和热影响区的硬度应不低于母材硬度值的90%，不超过母材布氏硬度加100HB，且不超过下列规定。

29、 合金总含量3硬度270 HBW 合金总含量310% 硬度300 HBW 合金总含量10%硬度350 HBW 异种钢焊接接头的硬度值限制按照DL/T752的规定 DL/T869-2004火力发电厂焊接技术规程 同种钢焊接接头热处理后焊缝的硬度，一般不超过母材布氏硬度值加100HBW，且不超过下列规定： 合金总含量3% 时 布氏硬度值270 HBW 合金总含量3%10%时 布氏硬度值300 HBW 合金总含量10%时 布氏硬度值350HBW 异种钢焊接接头焊缝硬度检验应符合DL/T752-2010的规定。 焊缝硬度不能低于母材硬度 焊缝硬度检验标准DL/T752-2010火力发电厂异种钢焊接技术

30、规程 奥氏体或镍基焊材的焊接接头，可不进行焊缝硬度检查。 当曲线异常，或对热处理有怀疑时，应进行硬度检查。可采用里氏硬度计，按照GB、T17394的规定，换算的焊缝布什硬度值不应超出接头两侧母材的实际布什硬度平均值的30%或低于较低侧硬度值的90%。对于不进行焊后热处理的焊接接头，可不进行焊缝硬度检查。DL/T850-2004电站配管 焊缝最高硬度一般不超过母材布氏硬度HB加100，且不超过下列规定。 合金总含量3硬度270 HB 合金总含量310% 硬度300 HB 合金总含量10%硬度350 HB母材硬度标准 SA335 P91/P92/P122 硬度HB250 SA213 T91/T92

31、/T122 硬度HB250 SA182 F91 硬度HB248 SA182 F92 硬度HB269 SA210C 硬度HB179 SA234 WCPWCB 硬度HB197 15MnMoV HB149217 SA209 T1 硬度HB146 SA182 F1 HB143192 SA234 WP111/WP121 硬度HB197 SA213 T11T12 硬度HB163 SA213 T2 硬度HB217 SA182 F2 HB143192 SA182 F12 HB121174 SA213 T23 硬度HB220 SA182 F22 硬度HB170 SA213 T91/T92 硬度HB250从标准看

32、出:（1）标准均以布氏硬度做测试指标；（2）大多标准以母材硬度为参考；（3）部分标准没有给出硬度标准的下限值，且要求不一样；（4）标准给出的硬度上限值有差别。（5）硬度值上限是否合理？标准中硬度检验问题问题一： 标准中以布氏硬度为指标，以母材硬度为参考，而现场最合适的硬度检测方法是里氏硬度，另外该以母材规定的最高硬度为指标，还是以实际测量值为指标？ 造成工程中执行难 母材硬度在标准中不做为验收指标，而且有很多钢种无硬度参考标准； 实际情况下，母材硬度有很大的波动性； 只能使用换算硬度，与GB17394不一致。问题二：标准中的规定是否合适？ 上限问题 规定高合金钢焊缝硬度的上限为HB350，合适

33、吗？特别是对9%12%Cr含量的合金钢，这样的硬度工程上如何保证焊缝的冲击功满足要求？ 当母材实际硬度偏低时，该如何处理？ 下限问题 在有些标准中没有规定焊缝硬度的下限。对热处理强化型焊缝（如WB36），是否有问题呢？问题三：使用便携式里氏硬度计时，按照GB/T17394的附录B，使用D型冲击装置时，只有420HLD以上时，才有换算的布氏硬度值（140HBHLD轧制材料）。那么，当母材或焊缝硬度低于420HLD时怎么办呢？下面介绍一下现场硬度试验要求：1试验环境温度工作温度：0-40（按布氏硬度试验规程，试验最好在10-35条件下进行，对有较高要求时，应控制在235之内，布什硬度要求）2技术参

34、数示值误差：相对误差0.8%(示值重复性相对误差)工作电压：4.7-6.0V3.现场试验3.1. 测试前，先用试块对仪器进行校验。（在试块垂直向下位置测试5点，取平均值与试块标准值对比），重复性误差控制在12HL。3.2.对于做焊缝硬度试验时，应对焊缝每侧的近母材进行硬度测试，测试位置应符合规程规范。并把结果进行记录比较（是否符合规程规范）。3.3.因焊缝属锻轧造工艺成型，且布氏硬度HB在142-305之间，而此时硬度仪自动换算的测试值误差较大，所以，对焊缝硬度测试应选里氏硬度，根据里氏硬度HLD查表，确定HB硬度。3.4.测试时应注意，两压痕中心距离不小于3mm，压痕中心距试样边缘距离不小于

35、5mm（打磨区域应大于支撑环）。3.5.焊缝打磨粗糙度Ra小于2m。3.6.试件最小厚度3mm。3.7.试样每个测量部位一般进行5次试验，数据分散不应超过平均值的15HL3.8.由于热处理为高温回火热处理，主要是降低残余应力，为保证硬度测量准确，表面不应有硬化层，一般情况深度需要打磨0.5-1.0mm（冲击装置为0.2mm）。3.9.高合金及所有奥氏体钢可以用以下方法建立对应关系3.9.1试验面必须仔细研磨。3.9.2如不进行耦合，选择的试样尺寸尽可能大。3.9.3试样硬度在硬度仪换算范围内。3.9.4用相应测量范围的硬度块检查静态硬度计准确性。3.9.5在试样上用静态硬度计测三个点并在压痕周

36、围用里氏硬度仪测五个值，取平均值。比较两种方法测出的硬度值即可得出误差范围。各试验硬度值比较 名称静态硬度计里氏硬度计误差备注感应试验试件（多层多道，控制线能量）表面227HB表面209HB18HB表面硬度不大于230HB 时，焊缝硬度能满足要求层间237HB28HB根部246 HB37HB电阻试验试件（自动化控制线能量）表面244HB表面2 07HB42HB表面硬度不大于225HB 时，焊缝硬度能满足要求层间248HB46HB根部250 HB48HB现场焊接试件1（焊接每层厚度8mm）表面291HB表面246HB45HB表面硬度不大于221HB 时，焊缝硬度能满足要求层间296HB层间257

37、HB39HB根部307 HB根部268hb39HB现场焊接试件2（焊接每层厚度8mm）表面292HB表面242HB50HB表面硬度不大于220HB 时，焊缝硬度能满足要求层间298HB层间256HB42HB根部305 HB根部268hb37HB根据以上数据可以看出，当硬度值越高误差越大，因DL/T438-2009规程是针对火力发电厂金属监督的规程，他给定的硬度值应以现场测定为准，考虑到现场试验产生的误差，现场硬度试验硬度值最好控制在250HB以下，最佳硬度值控制在220-230HB之间。4.当测试结果离散度大 ，原因如下：（1） 两压痕中心距离不符合要求；（2） 两压痕中心距离试样边缘距离不符

38、合要求；（3） 试件表面粗糙度不符合要求；（4） 材料自身原因；（这种原因很少出现）热处理后的硬度检查数量为：应首先执行甲方和规程要求。对于没有具体要求的可按：直径194mm的合金钢管5%检验；直径194mm的合金钢管100%检验。每个焊接接头硬度检测一个部位，当管子直径219mm时，至少测定二个部位。对于硬度检查的部位，尤其是铁素体耐热钢硬度检查后要把硬度检测点磨去，以防止裂纹产生。6 对于T23/T24钢及P91钢热处理由于T23/T24钢含碳量比较低，焊态焊缝和热影响区的硬度比较低，即使不进行热处理，硬度值也达到要求。T23/T24钢焊接性非常好，在室温下焊接，不产生焊接裂纹，可以实现耐

39、热钢的不预热焊接，对于小口径薄壁管，采用全氩焊接的焊态硬度和冲击韧性非常好，可以不预热焊接，也可不进行热处理。对于小口径手工电弧焊，可以不预热，如有冲击韧性要求，进行740/2h的焊后热处理，焊接接头热处理后冲击韧性可以达到100-200J。对于大口径管道焊接，为了降低焊接应力、降低焊缝硬度、降低焊接热影响区硬度，可靠的防止焊接冷裂纹，确定焊接预热温度为150-200，焊后热处理温度740，保温时间根据焊件壁后选取，一般为2-6小时。T23/T24钢属于贝氏体耐热钢，与T/P91铁素体耐热钢的焊接特点有所不同，贝氏体耐热钢对于焊接接头的冷却温度和层间温度要求比较低，焊后可以冷却到室温，也可以焊

40、后立即进行热处理。对于T/P91铁素体耐热钢为防止焊接冷裂纹，允许在马氏体组织的温度区内焊接，一般推荐预热温度200-300（打底焊接为100-200），焊后热处理必须冷却到马氏体终止转变温度以下，焊接接头在热处理之前冷却到马氏体终止转变温度以下是非常重要的，这样可以通过随后的热处理使全部马氏体得到回火。所以要求焊后冷却到100-120保温1小时以上，然后进行热处理。在某些情况下，焊后不能及时热处理时，可采用焊后立即加热到350，保温1-3小时的后热处理。对于大径厚壁管，焊接焊接结束后，做低温转变后，立即进行750-770，恒温不少于4小时，升、降温速度控制在150的热处理。热处理过程中，必须

41、准确控制热处理温度和保温时间，温差应控制在30范围内。（恒温时间应按12.5mm/小时确定）7防止T/P91这类铁素体耐热钢焊接接头产生冷裂纹的措施严格控制预热温度和层间温度。严格控制焊缝的含氢量，防止氢致延迟裂纹的产生。减小焊接缺陷，降低焊接接头应力状态。焊接结束及时进行热处理8影响T/P91这类铁素体耐热钢焊缝韧性的因素及改善的途径焊接方法的影响；焊材化学成分的影响；预热、层间温度的影响预热温度和层间温度可降低焊接残余应力，减缓马氏体转变时的冷却速度，防止产生粗大的马氏体，而达到防止焊缝产生冷裂纹的目的。同时提高焊缝的韧性。焊接达到1100以后熔化，温度低于马氏体转变点（380）产生自回火

42、，但不能低于马氏体终了转变线Mf，也是防止产生冷裂纹的措施。所以必须合理选择预热温度。（温度过高，不能形成马氏体和自回火，使晶粒长大，而形成粗大的马氏体）焊接线能量的影响焊接线能量大，焊缝金属在高温（1100以上）停留时间长，晶粒长大变脆，致使焊缝韧性下降。焊接线能量过低，易造成未焊透，未熔合和夹渣等缺陷。一般控制在17-22KJ/cm。（如果控温点布置合理，通过焊接过程控制曲线可以检测到焊接线能量是否超标，如果超标热处理人员有义务通知焊工停止焊接）。焊后热处理温度的影响（热处理应得到回火板条马氏体组织）热处理温度不能太低，否则影响冲击功，但温度低于母材和焊缝Ac1一定的温度740以下和超过Ac1时，就可能得到过硬的马氏体组织。（焊条Ac1为790-800，母材Ac1为810） ，所以必须对热处理温度严格控制。 下图为P91焊缝不同热处理温度下的组织及硬度图片和数据,从图片和数据可看出，随回火温度的提高，焊缝硬度先降低后升高。 图1 91未处理 焊缝(100) 365HV/346HB 图2 700回火 焊缝(100) 275HV/261HB图3 740回火 焊缝(100) 257HV/245HB图4 780回火 焊缝(100) 237HV/226HB