第40卷第11期 2015年
11月
全属热广理
HEAT TREATMENT OF METALS
热处理对0Cr16Ni5Mo不锈钢焊接接头性能的影响
李太江，季勇，季巍，刘刚，米紫昊，刘立营，王乐，李聚涛
（西安热工研究院有限公司，陕西西安710032）
Vol. 40 No. 11 November 2015
进行焊接修复，研究热处理工艺对焊接接头性能影响。研究结果表明，通过延长焊后热处理时间至10h，可有效改善母材、焊缝、热影响区的冲击性能，同时其弯曲性能也得到明显改善。采用0Cr16Ni5MoRe不锈钢焊条焊接0Crl3Ni5Mo不锈钢后，经焊后缓冷并
610C保温10h空冷后焊接接头各项指标符合标准规定。关键词：水轮机：马氏体不锈钢；焊接；热处理
中图分类号：TG156.5文献标志码：A文章编号：0254-6051(2015)11-0120-06
Effectofheattreatmentonpropertiesof oCrl6Ni5Mostainlesssteelweldedjoints
Li Taijiang, Li Yong, Li Wei, Liu Gang, Mi Zihao, Liu Liying, Wang Le, Li Jutao
(Xian Thermal Power Research Institute Co. , Lid. , Xi'an 710032, Xi'an Shaanxi 710032, China)
Abstract : To improve the abrasion and erosion resistance of repaired areas in hydraulic turbine flow passage components , the runners made of OCr13Ni5Mo stainless steel are repair-welded by using OCrl6Ni5 MoRe stainles steel electroles . Effect of heat treatment on properties of the welded joints was investigated. Research results show that the impact abhsorbed energy and bending properties of the matrix , weld and HAZ zone are improved by prolonging the soaking time to 1o h. The properties of the welded joints can meet the requirement of standards when slow cooling after welding and then treated at 610 °C for 10 h.
Key words: hydraulic turbine ; martensite stainless steel ; welding ; heat treatment
多泥沙流域的水轮机过流部件，常常发生磨蚀损伤，影响机组振动特性[1-4]。因此，对发生磨蚀损伤的过流部件及时进行焊接修复恢复型线可保证机组运行效率和降低振动幅值[5]。0Cr13Ni5Mo马氏体不锈钢是水轮机过流部件常用材料。当前，广泛采用同材质或奥氏体不锈钢进行焊接修复7*」，然而，奥氏体不锈钢的抗磨损性能较低，而采用与0Cr13Ni5Mo不锈钢相同材质的焊材进行焊接，并不能有效提高过流部件的抗磨损性能。文献[9-10]表明0Cr16Ni5Mo不秀钢由于Cr含量提高，其在水流环境中的抗腐蚀和抗磨损性能都得到提高，已有水轮机制造厂家采用 0Cr16Ni5Mo不锈钢制造水轮机过流部件，以延长过流部件的使用寿命。对于当前广泛使用的0Cr13Ni5Mo 钢材质的过流部件，采用0Cr16Ni5Mo不锈钢焊材进行焊接修复将实现以较低的代价提升过流部件抗磨蚀性能。然而0Cr16Ni5Mo不锈钢焊材的焊接工艺、热处理工艺以及焊接接头性能等方面尚无足够资料可参考。本文将基于以上思路，采用0Cr16Ni5MoRe马氏
收稿日期：2015-07-22
作者简介：李太江(1973一），研究员，主要从事电站关键设备的修复与表面防护研究，联系电话：029-82002705，E-mail:litaijiang@tpri.com.en。通
讯作者：李勇，高级工程师，E-mail；liyong@tpri.com.cr doi;10. 13251/j. issn. 0254-6051. 2015. 11. 028
体不锈钢焊材焊接0Cr13Ni5Mo不锈钢，通过研究热处理工艺对焊接接头性能的影响，探索0Cr16Ni5MoR 马氏体不锈钢焊材焊接0Cr13Ni5Mo不锈钢的工艺。
1试验材料及方法 1.1焊接材料
试验用0Cr13Ni5Mo钢的化学成分如表1所示，该材料是在Cr13型马氏体不锈钢的基础上降低含碳量，加人Ni、Mo元素而发展起来的。该钢适用于厚截面尺寸且要求可焊性良好的使用条件，由于具有高强度、高硬度、耐磨以及耐腐蚀等优良性能，常用来生产制造重要的轴、壳体锻件或水轮机叶片、叶轮等铸件。
表1母材0Cr13Ni5Mo钢的化学成分（质量分数，%）
Table1Compositions of oCr13Ni5Mo steel
matrix(mass fraction，%)
Cr 12.4
Ni 4.67
Mo 0.64
00
Si 0.302
Mn 0.621
P
s
0.027
900~0
0680 组织为回火马氏体以及少量铁素体，如图1所示。
选择哈尔滨焊接研究所生产的H13/5L焊丝（Φ1.2mm）作为打底层，采用郑州机械研究所研制的