0 前言

近年来，离心铸造HP-NbM耐热钢炉管因具有良好的抗渗碳性能、抗氧化性能、抗高温蠕变断裂强度及焊接性等，在石油化工行业得到广泛应用，如用于制氢转化炉、乙烯裂解炉等炉管[1-2]。炉管在服役期间，承受高温、压力长周期运行的苛刻工况，因此对炉管的制造和安装质量要求较高，尤其是将长3～4m的多根管段焊接成长管时，对母材及焊缝的质量要求更高[3]。HP-NbM炉管一般通过焊接与弯头、法兰等部件联结[4]，其焊接质量影响着整体炉管的服役寿命。HP-NbM炉管采用离心铸造，该耐热钢中C及Cr、Ni、Nb等合金元素含量较高，容易产生焊接裂纹[5]，在整个制氢转化炉或乙烯裂解炉管设备中焊缝成为薄弱部位，较母材更易提前失效，因此提高焊缝的性能尤为重要。对HP-NbM耐热钢焊接的研究主要集中在同种焊缝和服役后炉管焊接修复[3，6-8]以及焊接工艺，对异种焊接和焊缝微观组织及力学性能的研究较少[4，9]。本研究分析了HP-NbM炉管与15CrMo钢、0Cr18Ni10Ti不锈钢的异种焊接头的微观组织和力学性能，为高温合金炉管组装过程中改善HP-NbM耐热钢的焊缝质量提供参考。

1 试验材料和方法

HP-NbM耐热钢管经过中频感应炉熔炼，离心浇铸而成；15CrMo、0Cr18Ni10Ti管为轧制而成；焊材为英国Metrode公司生产的25.35.4CNb焊丝，焊接坡口为V型，焊接方式为手工氩弧焊（TIG）。母材及焊材的化学成分如表1所示。

表1 母材及焊材的化学成分 %

材料HP-NbM 15CrMo 0Cr18Ni10Ti焊材w（C）0.430 0.140 0.042 0.430 w（Si）1.81 0.22 0.53 1.12 w（Mn）1.18 0.47 1.44 1.72 w（P）0.019 0.009 0.033 0.003 w（S）0.005 0.004 0.006 0.004 w（Cr）26.03 0.95 17.80 25.90 w（Ni）35.44 0.03 9.29 35.00 w（Nb）1.13——1.28 w（Mo）0.02——0.30 w（Ti）0.01—0.30 0.11 w（Zr）0.05——0.11

图1 焊接头的宏观组织

图2 母材微观组织

宏观组织采用王水腐蚀（焊接头15CrMo端采用4%硝酸酒精）。微观组织显示采用电解腐蚀（焊接头15CrMo端采用4%硝酸酒精化学腐蚀），电解腐蚀液为10%草酸溶液，电压5 V，腐蚀时间约10 s。采用徕卡光学显微镜、蔡司扫描电子显微镜观察微观组织及断口形貌。采用DNS200型电子万能试验机测试常温及高温拉伸性能，常温拉伸应变速率为0.015 min-1；高温拉伸试验温度为900℃，应变速率为 0.05 min-1、0.1 min-1、0.2 min-1。

2 试验结果与讨论

2.1 宏观组织分析

焊接头的宏观组织如图1所示。焊接头熔合线非常清晰，未出现宏观裂纹、未熔合、夹渣等缺陷。HP-NbM耐热钢宏观组织为典型的柱状晶，焊缝部位为典型的枝晶组织，母材15CrMo钢及0Cr18Ni10Ti不锈钢未发现宏观缺陷。

调引大江大河的水，引蓄当地水库、湖泊的水，集蓄雨水，提取地下水，调蓄到水源性坑塘中，满足农民生活用水要求，是关系农民群众身体健康的民生问题。为了改善坑塘蓄水环境，应严格实行水源性坑塘保护、水质监测和水质处理相结合的措施，使坑塘水质符合国家《地表水环境质量标准》和《地下水质量标准》。同时，因地制宜建立集中式供水工程和分散式供水工程，经过混凝、沉淀、过滤、消毒等工艺处理，使水质达到国家《生活饮用水卫生标准》。再经过硬质管道入户，让农民喝上干净达标的洁净水、放心水。

2.2 微观组织分析

对两种异种焊接头微观组织进行对比分析。分别观察母材、熔合线、热影响区3个部位的微观组织。3种母材的微观组织如图2所示。由图2可知，HP-NbM耐热钢微观组织为胞状奥氏体+骨架状共晶碳化物[10]，碳化物为M7C3非平衡组织状态。15CrMo钢为铁素体+珠光体，白色为铁素体。0Cr18Ni10Ti不锈钢为奥氏体，存在少量孪晶，同时在晶界存在少量碳化物。

[2]陈思，徐仁根，晁代义.含Nb的Cr35Ni45系和Cr25Ni35系离心铸管组织和高温性能对比[J].材料导报，2015（S1）：403-405.

对于组织因素如何引起侵犯行为的问题，一种合理的解释是首先因为这些因素会引起个体产生负面情绪，随后唤起了个体的侵犯意向，在有明确的对象的情况下导致侵犯行为发生。

（4）两种异种焊接头常温及高温下的断裂方式均为韧性断裂，断口形貌为韧窝。

[1]Shen L M，Gong J M，Jiang Y，et al.Effects of aging trea-tment on microstructure and mechanical properties of Cr-25Ni35Nb and Cr35Ni45Nb furnace tube steel[J].Acta Metallurgica Sinica-English Letters，2011，24（3）：235-242.

贝多芬的创作手法，在和声、调性、节奏等方面在创作方面突破传统，力求新颖，具有别具一格的创作手法。他的创作使音乐更加细腻，较有浪漫气息。对和声进行大胆地尝试，制造出不同以往的音响效果。这些都充分的体现了浪漫主义的气息。

图3 两种异种焊接头的熔合线及附近组织

图4 两种异种焊接头的热影响区组织

2.3 机械性能分析

母材及焊接接头在常温下的拉伸试验结果如表2所示。可以看出，0Cr18Ni10Ti异种焊接头抗拉强度低于母材抗拉强度，而15CrMo异种焊接头抗拉强度高于15CrMo钢母材强度。但是两种接头的屈服强度均远高于母材。由表2还可知，焊接头断后伸长率较母材均有所降低，并且接近母材HP-NbM的断后伸长率，而远低于15CrMo及0Cr18Ni10Ti两种母材的断后伸长率。15CrMo接头断裂位置为15CrMo端的热影响区，0Cr18Ni10Ti接头断裂位置为0Cr18 Ni10Ti端的热影响区。15CrMo端热影响区产生了马氏体，因此屈服强度提高，伸长率降低。0Cr18Ni10Ti端热影响区也出现大量α相，提高了材料的屈服强度。断裂位置在热影响区说明了焊缝是整根焊管的薄弱部位。

两种异种焊接头在900℃不同速率条件下的抗拉强度如图5所示。可以看出，15CrMo接头强度低于0Cr18Ni10Ti接头，高温条件下异种焊接头的抗拉强度决定于母材的高温强度。但对于相同接头，抗拉强度随着应变速率的增加有所提高。

表2 母材及焊接头常温拉伸性能

注：①15CrMo端热影响区；②0Cr18Ni10Ti端热影响区。

母材及焊接头断裂位置HP-NbM 15CrMo 0Cr18Ni10Ti 15CrMo接头0Cr18Ni10Ti接头抗拉强度Rm/MPa 572 488 593 500 540屈服强度Rp0.2/MPa 296 284 264 344 305断后伸长率A/%13.0 40.0 59.5 19.0 13.5— —①②

图5 不用应变速率下两种焊接头的应力-应变曲线

2.4 断口分析

钢筋质量控制之二就是“定位”。为此，首先是主筋定位，采用全站仪在底模表面标识底层主筋位置。其次是箍筋定位，采用临时钢管进行钢筋支撑，把纵向钢筋和主筋集中套入箍筋内，将箍筋按已画好的间距逐个分开。分开后与主筋、纵向钢筋进行绑扎。再次保护层定位，在钢筋底部采用带槽水泥垫块，用扎丝将垫块绑扎在钢筋上。

图6 两种异种焊接头的拉伸断口形貌

3 结论

（2）常温下两种异种焊接接头屈服强度远大于相应母材的屈服强度，且断后伸长率低于母材。

（1）HP-NbM与15CrMo焊接接头的15CrMo端热影响区组织由铁素体加珠光体转变为铁素体+马氏体。HP-NbM与0Cr18Ni10Ti焊接接头的0Cr18N i10Ti端热影响区析出较多α相。

常温及高温下两种异种焊接头的拉伸断口形貌如图6所示。可以看出，常温下两种异种焊接头断裂均为塑性断裂，整个断口呈韧窝断裂特征；而高温下两种断裂方式均为韧性断裂，0Cr18Ni10Ti接头断口形貌也为韧窝，但15CrMo接头断口由于表面覆盖了一层氧化膜，具体形貌不能真实地展现出来。

（3）与HP-NbM与15CrMo焊接接头相比，HPNbM与0Cr18Ni10Ti焊接接头的高温强度及断后伸长率均有所增加。

15CrMo接头中母材15CrMo端热影响区组织由铁素体+珠光体转变为铁素体+马氏体，如图4a所示。0Cr18Ni10Ti接头中母材0Cr18Ni10Ti端热影响区，在奥氏体基体上出现大量条状α相，构成两相组织，如图4b所示，有利于降低焊接裂纹倾向。

参考文献：

邓小平强调做好经常性工作，实际上也就是提倡“做老实人，办老实事，说老实话”。就是说，不管做什么工作，我们都要抱着踏踏实实、实事求是的态度，而不能哗众取宠、投机取巧，否则不仅有害于党的事业，到头来也必然会害了我们自己。

两种异种焊接头的熔合线及附近的微观组织如图3所示。由图3可知，两种异种焊接头HP-NbM端熔合线类似，碳化物在熔合线附近聚集。两种接头的熔合区均为粗大枝晶组织，沿熔合线部位存在部分细小柱状晶。而靠近熔合线区域温度梯度较大，易形成细小柱状晶 [8]。0Cr18Ni10Ti不锈钢及15CrMo钢熔合线附近的熔合区一侧出现一条白亮带，这主要是由于这一区域难以腐蚀形成的，而非脱碳造成[11]。0Cr18Ni10Ti焊接头0Cr18Ni10Ti熔合线一侧聚集的碳化物较多，是由于焊接过程中快冷所致。

[3]姜连军.现役KHR35CW炉管爆裂段焊接性[J].电焊机，2013，43（8）：77-79.

[4]胡荣昌.HK-40炉管与15CrMo法兰的焊接[J].化工管理，2015（10）：205.

[5]Shinozaki K，Kuroki H，Nakao Y，et al.Deterioration of weldability of long-term aged HP heat-resistant cast steel containing Nb，Mo and W[J].Welding International，1999，13（1）：39-48.

[6]董云滨，侯双英.蒸汽过热炉HP40Nb炉管焊接质量控制[J].化工设备与管道，2014（2）：26-29.

520例患者临床检验共进行862次,其中98例患者的检验质量受到了影响,占18.8%。98例患者临床质量检验受到影响的因素分别是患者因素、实验室因素,患者因素中生理因素21例,饮食和应激状态因素18例,药物因素20例,标本管理因素20例,仪器和试剂管理因素19例。

[7]王成.HP40Nb炉管焊缝组织在时效处理中的碳化物析出研究[J].世界有色金属，2015（8）：45-47.

[8]王晓军，赵永键，夏天东，等.服役HPM S-C合金炉管焊接接头研究[J].电焊机，2015，45（6）：61-65.

[9]刘持森.利旧HK40钢炉管与Cr5Mo钢弯头的焊接[J].焊接技术，2011（7）：51-54.

[10]Kondrat'ev Sergey Yu，Anastasiadi Grigoriy P，Petrov Sergey N，et al.Kinetics of the Formation of Intermetallic Phases in HP-Type Heat-Resistant Alloys at Long-Term High-Temperature Exposure[J].Metallurgical and Materials Transactions a-Physical Metallurgy and Materials Science，2017，48A（1）：482-492.

[11]张传平.异种钢焊接接头高温时效金相组织分析[J].锅炉技术，1989（5）：19-27.

第三，在资源优势学科上研发产品，针对行业特点，引入词表、百科全书等，进行全文内容结构化处理，以应对行业特定需求。