15NiCuMoNb5-6-4钢是欧洲EN10216标准中的牌号，被美国ASME规范认可为1.15Ni-0.65Cu-Mo-Cb，在V&M公司则以WB36牌号来命名。该钢种为含Nb微合金化的贝氏体Ni-Cu-Mo钢，直到450℃仍具有良好的高强度性能，被广泛用于制造火力发电厂管子或管式产品，如给水管道、下降管，包括集箱、集合管和管件。对用于火力发电厂的该钢种进行焊接接头质量检验时，发现焊缝硬度往往低于母材硬度，不满足相关标准的要求，而非破坏性检验中硬度指标是用来检验焊缝力学性能的重要指标。为了提高焊缝硬度，有建议提高回火温度、延长保温时间的，也有持相反意见的。鉴此，故有必要对不同回火参数情况下焊缝硬度与焊缝组织、性能的关系进行研究，以探讨该材质焊缝质量的检验标准。
实验用钢管是日本JFE公司生产的规格为ID244.5mm×22mm的15NiCu-MoNb5-6-4钢管，经过925℃正火+640℃回火，钢管组织为回火贝氏体+铁素体。钢管对焊采用氩弧焊打底，手工电弧焊盖面，所用焊材化学成分见表1，焊接规范见表2。焊接试样在SX3-10-13箱式电阻炉中进行回火处理，即分别于590、620和650℃保温2、5和10h。然后进行力学拉伸、冲击试验，并对微观组织进行分析。
表1 焊材化学成分（质量分数，% ）
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型号 |
厂家 |
C |
Mn |
S |
P |
Si |
Ni |
Mo |
|
焊丝 |
AWS ER80S-G |
Oerlikon |
0.11 |
1.15 |
0.009 |
0.007 |
0.64 |
/ |
0.53 |
|
焊条 |
AWS E9018-G |
Oerlikon |
0.055 |
1.46 |
0.009 |
0.011 |
0.30 |
0.92 |
0.36 |
表2 焊接规范
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焊层 |
焊接方法 |
焊材型号,规格/mm |
极性 |
电流/A |
电压/V |
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1 |
GTAW |
AWS ER80S-G,Φ2.4 |
直流正接 |
115～125 |
10～11 |
|
2 |
SMAW |
AWS E9018-G,Φ3.2 |
直流反接 |
100～120 |
21～28 |
|
3～5 |
SMAW |
AWS E9018-G,Φ4.0 |
直流反接 |
140～155 |
21～28 |
|
6～8 |
SMAW |
AWS E9018-G,Φ3.2 |
直流反接 |
110～120 |
21～26 |
