07MnNiCrMoVDR钢焊接热影响区低温冲击韧性及冷裂敏感性

刘庆东

07MnNiCrMoVDR钢是低焊接裂纹敏感性钢，主要用于制造石油和化工等行业的低温设备。由于是在低温使用，该钢焊接接头的安全可靠性引起了人们的重视，大量的失效事故证明，焊接热影响区是造成结构破坏的最危险部位。作为低温钢很重要的一项技术指标就是低温冲击韧性。但在焊接时改变了该钢的微观组织，使冲击韧性下降，脆性破坏敏感性增大。因此，掌握07MnNiCrMoVDR钢的焊接热影响区在低温工作条件下低温韧性及冷裂敏感性，对实际生产安全性具有重要意义。

试验材料选用GB19189-2003《压力容器用调质高强度钢》中规定的07MnNiCrMoVDR钢，其化学成分见表1：

表1  07MnNiCrMoVDR钢的化学成分

C	Si	Mn	P	S
≤0.09	0.15～0.40	1.20～1.60	≤0.030	≤0.020
Ni	Cr	Mo	V	B
0.20～0.50	0.10～0.30	0.10～0.30	0.02～0.06	≤0.0030

对07MnNiCrMoVDR钢焊接热影响区进行-60、-50、-40、-30、-15、0℃和室温不同温度的冲击试验，记录试验数据，观察断口的宏观和微观形貌。参照GB4675.1-1984《焊接性试验 斜口型坡口焊接裂纹试验方法》评定07MnNiCrMoVDR钢钢冷裂倾向。焊接完成后，置于通风的地方空冷48h后对试验焊缝进行裂纹的检测和解剖。
07MnNiCrMoVDR钢的冲击试验结果见表2。

温度	室温	0	-15	-30	-40	-50	-60
冲击吸收功/J	189	185	176	159	137	54	48

试验结果表明：
    （1）07MnNiCrMoVDR钢焊接热影响区在-40℃时的冲击吸收功远高于标准规定的47J，并高于相同条件焊缝的冲击吸收功值；
    （2）冲击断口宏观和微观分析表明，随着温度的降低，07MnNiCrMoVDR钢焊接热影响区的低温韧性下降，当温度为-40℃时，冲击试验宏观断口形貌为延性+脆性断裂，微观形貌为韧窝+准解理；
（3）由于该试验的拘束度很大，根部尖角又容易形成应力集中，所以试验条件比较严苛，一般认为在这种试验中若裂纹率不超过20%时实际结构焊接就不致发生裂纹。焊接裂纹试验发现，表面裂纹率和根部裂纹率均为零，断面裂纹率为9.6%，表明该钢焊接热影响区的冷裂倾向小。

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