高溫氣冷堆核電站金屬堆內(nèi)構(gòu)件鍛件材料12Cr2Mo1落錘試驗(yàn)研究

郭 平 史鼎文 靳海山 李 向

(1.中核能源科技有限公司，北京100084；2.上海電氣重工集團(tuán)，上海200245)

我國目前在建的高溫氣冷堆核電站示范工程是由清華大學(xué)設(shè)計(jì)的具有我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高溫氣冷堆核電項(xiàng)目，屬于國家重大專項(xiàng)。其運(yùn)行原理和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)同壓水堆核電相比在許多方面都是不同的，具有其自己的特點(diǎn)。尤其是主設(shè)備的結(jié)構(gòu)、材料以及規(guī)范都和壓水堆有很大區(qū)別，其金屬堆內(nèi)構(gòu)件的材料選用12Cr2Mo1低合金鋼，這和壓水堆核電站堆內(nèi)構(gòu)件選用的不銹鋼相比有很大不同。

12Cr2Mo1低合金耐熱鋼在化工設(shè)備上有廣泛的運(yùn)用，但該材料在核電主設(shè)備上的運(yùn)用在我國還是第一次。這種鋼在高溫堆金屬堆內(nèi)構(gòu)件上的運(yùn)用和化工設(shè)備上的運(yùn)用對(duì)材料的力學(xué)性能要求是不相同的，其中最主要的區(qū)別就是在力學(xué)性能試驗(yàn)要求中增加了落錘試驗(yàn)，具體要求為參考無塑性轉(zhuǎn)變溫度RTNDT≤-25℃。在金屬堆內(nèi)構(gòu)件的鍛件制造過程中，落錘試驗(yàn)出現(xiàn)了不合格，而落錘試驗(yàn)是不容許進(jìn)行復(fù)驗(yàn)的，只能重新進(jìn)行性能熱處理，并且重新熱處理次數(shù)不能超過兩次。

制造廠對(duì)落錘不合格鍛件重新進(jìn)行熱處理后再次試驗(yàn)，結(jié)果仍然不合格。在這種情況下，筆者經(jīng)過對(duì)試驗(yàn)后的試樣認(rèn)真觀察，發(fā)現(xiàn)試樣的焊道熱影響區(qū)很大，表面顏色變成了黑色，并且落錘試樣的斷裂程度和焊接熱影響區(qū)的嚴(yán)重程度有一定的關(guān)聯(lián)。為此，筆者組織制造廠負(fù)責(zé)工藝的技術(shù)人員和其他監(jiān)造人員等，決定從試樣焊道焊接工藝方面著手進(jìn)行進(jìn)一步的宏觀和微觀組織分析研究。本文就是對(duì)這一研究過程進(jìn)行了分析匯總，論證了落錘試樣焊道的焊接方法和焊接工藝對(duì)該材料的無塑性轉(zhuǎn)變溫度的影響，并提出了解決辦法。本文所應(yīng)用的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和圖片，得到了制造廠的同意。

1 金屬堆內(nèi)構(gòu)件鍛件12Cr2Mo1材料落錘試驗(yàn)不合格的基本情況

1.1 鍛件制造工藝流程

高溫堆金屬堆內(nèi)構(gòu)件大鍛件按兩個(gè)堆計(jì)算共有上法蘭段2件，上支承板2件，出球連接管2件，監(jiān)督材料2件，熱氣導(dǎo)管1件(在組焊是分為2件)，總計(jì)共9件。其中上法蘭段和上支承板鍛件的重量和尺寸都較大，其余5件重量和尺寸較小。

金屬堆內(nèi)構(gòu)件鍛件的制造工藝流程為：冶煉→鑄造→鍛造→鍛后熱處理→粗加工→UT初檢→性能熱處理→取樣→理化試驗(yàn)→精加工→最終無損檢測(cè)。

1.2 鍛件力學(xué)性能試驗(yàn)項(xiàng)目

鍛件的主要力學(xué)性能試驗(yàn)項(xiàng)目為拉伸試驗(yàn)(包括常溫、375℃和500℃三種溫度下的拉伸試驗(yàn))，沖擊試驗(yàn)(包括RTNDT+33℃=8℃，80℃兩種溫度下的沖擊試驗(yàn))，落錘試驗(yàn)(RTNDT≤-25℃)。

1.3 鍛件力學(xué)性能試驗(yàn)的基本情況

制造廠對(duì)12Cr2Mo1材料鍛件以前也曾經(jīng)制作過，但主要是用在化工容器，比如曾經(jīng)制作過加氫反應(yīng)器用鍛件。但是在化工容器鍛件制作中不要求進(jìn)行落錘試驗(yàn)，因此，對(duì)于此次用在核電金屬堆內(nèi)構(gòu)件上的這種材料，制造廠給予了充分的重視。先從尺寸和重量較小的幾個(gè)鍛件著手先進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)，結(jié)果是拉伸和沖擊試驗(yàn)都滿足采購規(guī)程的要求，而落錘試驗(yàn)全部不合格。具體數(shù)據(jù)如表1所示(由于篇幅所限，表1只提供了熱氣導(dǎo)管開孔法蘭0°～90°相限內(nèi)的力學(xué)性能試驗(yàn)數(shù)據(jù))。其中，落錘試驗(yàn)的試樣結(jié)果情況如圖1所示。

圖1 熱氣導(dǎo)管開孔法蘭落錘試驗(yàn)后的試樣照片F(xiàn)igure 1 The specimen picture of opening flange for hot gas duct after drop weight test

表1 熱氣導(dǎo)管開孔法蘭力學(xué)性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)Table 1 The mechanical test results of opening flange for hot gas duct

1.4 鍛件落錘試驗(yàn)結(jié)果的評(píng)判

落錘試驗(yàn)是用來測(cè)量厚度不小于12 mm的鐵素體鋼的無塑性轉(zhuǎn)變溫度(GB/T6803—2008)。這種試驗(yàn)通常采用的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)主要有：GB/T6803—2008、ASTM E208—95a、RCC-M MC1320。其中，RCC-M MC1320試驗(yàn)方法引用的是ASTM E208—95a，只是焊道焊接時(shí)從兩邊向中間進(jìn)行焊接。這三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)雖然分別由三個(gè)不同國家所制定，但在試驗(yàn)方法上基本相同，只是對(duì)試樣表面脆性焊道的長度和焊接方法的規(guī)定略有不同，金屬堆內(nèi)構(gòu)件鍛件所采用的是GB/T6803—2008[1,2]。

脆性焊道是在落錘試樣表面堆焊的一條具有一定長度、寬度和厚度的單道焊道，它的主要作用是在試驗(yàn)時(shí)在試樣上形成一條小的物理斷裂缺陷。選用合適的堆焊材料，運(yùn)用正確的堆焊工藝方法是確保落錘試驗(yàn)時(shí)脆性焊道缺口底部開裂，使試驗(yàn)有效的一個(gè)關(guān)鍵步驟。

GB/T6803—2008標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定堆焊時(shí)只允許從一端起弧，勻速地向另一端移動(dòng)，堆焊過程中不允許擺動(dòng)，一次成型使焊道厚度達(dá)到3.5 mm～5 mm之間，堆焊過程中不允許斷弧。焊接電流I=180 A～200 A。堆焊后，迅速將模具從試樣表面移開，并用小錘將焊道表面的藥皮清除掉，然后將試樣平放在寬敞的鋼板平臺(tái)上，焊道朝上，讓其自然冷卻到室溫。最后在焊道中心線處開一個(gè)缺口，缺口位置和尺寸見圖2 ，開缺口時(shí)注意切割工具不得與試樣表面接觸，缺口寬度≤1. 5 mm ，缺口處剩余焊接金屬高度為1. 8 mm～2. 0 mm。

圖2 落錘試驗(yàn)缺口示意圖Figure 2 The sketch of specimen notch for drop weight test

對(duì)于試驗(yàn)結(jié)果的判定有3種，第一是斷裂，裂紋源焊道形成的裂紋擴(kuò)展到受拉面的一個(gè)或兩個(gè)棱邊，則認(rèn)為試樣斷裂。第二是未斷裂，裂紋源焊道形成的裂紋未擴(kuò)展到受拉面的棱邊，則認(rèn)為試樣未斷裂。第三是無效試樣，試驗(yàn)完成后，試樣的裂紋源焊道缺口沒有可見的裂紋，或根據(jù)砧座終止臺(tái)上的標(biāo)記證明試樣未充分彎曲未接觸到砧座終止臺(tái)，則認(rèn)為試驗(yàn)無效。

TNDT溫度的確定，是用一組試樣(2個(gè)為一組)按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)，測(cè)出試樣斷裂的最高溫度，在比該溫度高5℃時(shí)至少做兩個(gè)試樣的試驗(yàn)，并且兩個(gè)試樣均為未斷裂，那么試樣斷裂時(shí)的溫度即為實(shí)測(cè)的TNDT溫度。

2 落錘試驗(yàn)不合格原因分析與焊接工藝研究

2.1 TNDT試驗(yàn)的一般影響因素

史巨元在《鋼的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能及應(yīng)用》一書中對(duì)鋼鐵材料的TNDT影響因素分析得到如下結(jié)論[3]：

(1)鍛軋方向的影響。因?yàn)榇嘈詳嗔巡皇芗庸し较虻挠绊?，所以TNDT與鍛軋方向無關(guān)。

(2)化學(xué)成分的影響。其研究結(jié)果指出，鋼中的夾雜物含量對(duì)TNDT的影響不大，除氫有微小的影響外，沒有發(fā)現(xiàn)任何合金元素和微量元素變化對(duì)材料的TNDT有影響。但不同廠家生產(chǎn)的同一牌號(hào)的鋼TNDT有較大差異。

(3)顯微組織的影響。晶粒尺寸和顯微組織的變化對(duì)鋼的TNDT有很大影響。

(4)試驗(yàn)條件和試樣制備的影響。在早期的TNDT測(cè)試試驗(yàn)中，由于試驗(yàn)技術(shù)和設(shè)備條件的差異而引起的試驗(yàn)結(jié)果最大可相差20℃。但是隨著測(cè)試技術(shù)的發(fā)展和試驗(yàn)程序的規(guī)范化，到20世紀(jì)80年代中期，國內(nèi)不同試驗(yàn)單位之間以及國內(nèi)與國外單位之間，試驗(yàn)數(shù)據(jù)相差甚小。

(5)堆焊焊條的影響。由于焊條原因而使結(jié)果出現(xiàn)相差20℃的情況。

2.2 鍛件材料落錘試驗(yàn)不合格原因分析

從TNDT的一般影響因素進(jìn)行分析，取樣方向不會(huì)影響試驗(yàn)的結(jié)果，并且在采購規(guī)格書中對(duì)落錘試樣的取樣方向也沒有規(guī)定。材料的化學(xué)成分也是符合采購規(guī)范的，見表2。

從表2中可以看出化學(xué)成分是符合采購規(guī)程的，另外從TNDT的一般影響因素進(jìn)行分析，化學(xué)成分對(duì)試驗(yàn)結(jié)果也無明顯影響。

試驗(yàn)條件和試驗(yàn)設(shè)備方面，制造廠的落錘試驗(yàn)進(jìn)行外協(xié)，外協(xié)廠具有該項(xiàng)試驗(yàn)的資格，試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行過法定檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)的鑒定，同時(shí)也取得了ASME認(rèn)證和鑒定。所以試驗(yàn)設(shè)備方面是不存在明顯影響因素的。

試驗(yàn)中所使用的焊材為直徑?5 mm的D127型焊條，屬于GB/T6803—2008所規(guī)定的堆焊焊條，所以焊條方面的因素也不可能明顯影響試驗(yàn)結(jié)果。

顯微組織的影響。根據(jù)制造廠提供的金相報(bào)告和照片，該材料的金相組織為貝氏體組織和少量鐵素體，晶粒度為7.5級(jí)，采購規(guī)程要求大于5級(jí)。非金屬夾雜物含量符合采購規(guī)程的要求。因此僅僅從鍛件材料本身來分析，金相組織為回火貝氏體及少量鐵素體是符合該材料熱處理所要達(dá)到的要求，晶粒度已經(jīng)足夠細(xì)，不會(huì)對(duì)材料的落錘試驗(yàn)產(chǎn)生明顯的影響。

表2 材料化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)Table 2 The chemical composition of material(mass fraction, %)

由分析可知，以上因素都不是造成響落錘試驗(yàn)不合格的主要因素。

2.3 鍛件材料落錘試樣焊道和熱影響區(qū)的分析

熱氣導(dǎo)管開孔法蘭、監(jiān)督材料和出球連接管第一次的落錘試驗(yàn)結(jié)果為-25℃不合格。根據(jù)試樣斷裂的情況按照試驗(yàn)人員的經(jīng)驗(yàn)判斷，該批試樣的實(shí)際TNDT應(yīng)該在-5℃或0℃左右。為了掌握該批材料的實(shí)際TNDT，又從鍛件母材上重新取樣并加工好落錘試樣，重新進(jìn)行測(cè)試實(shí)際的TNDT。測(cè)試結(jié)果TNDT=-5℃。這和采購規(guī)程的要求相差20℃。

試驗(yàn)后，對(duì)試樣的斷裂情況、試樣外形及試樣上的焊接熱影響區(qū)進(jìn)行認(rèn)真觀察，發(fā)現(xiàn)存在以下兩方面的問題。第一，試樣焊接的熱影響區(qū)很大，而且在試樣上焊道的另一面也發(fā)現(xiàn)熱影響區(qū)很大，在熱影響區(qū)內(nèi)試樣表面的顏色也失去了金屬色澤，而變成了藍(lán)色和黑色，具體可以參看圖3；第二，試樣的焊道寬度有的超出了標(biāo)準(zhǔn)要求。標(biāo)準(zhǔn)要求的焊道寬度為12 mm～16 mm，經(jīng)過對(duì)已做試樣進(jìn)行實(shí)際測(cè)量發(fā)現(xiàn)，大部分試樣的焊道寬度在14.5 mm～16 mm范圍內(nèi)，有的試樣的焊道在局部寬度超過了16 mm，最大的寬度有17.5 mm。

針對(duì)這一發(fā)現(xiàn)，對(duì)落錘試驗(yàn)的焊接記錄和日常的焊接過程進(jìn)行了檢查，發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)焊接設(shè)備是合格的設(shè)備，焊接人員也是持有焊工資格證書和該焊接項(xiàng)目的考試合格證書，所用焊條為?5 mm的D127型焊條，符合標(biāo)準(zhǔn)要求。焊接操作記錄中焊接電流基本是在190 A～200 A的范圍內(nèi)，這也符合GB/T6803—2008標(biāo)準(zhǔn)所要求的180 A～200 A的范圍。從現(xiàn)場(chǎng)正在焊接的情況來看，試樣在這樣的工藝參數(shù)下堆焊后，熱影響區(qū)都很大。還發(fā)現(xiàn)操作人員堆焊焊道時(shí)一般是用一個(gè)模板，把模板放在事先劃好線的位置上，然后進(jìn)行堆焊。焊后隨機(jī)抽取幾個(gè)試樣對(duì)焊道尺寸進(jìn)行測(cè)量，發(fā)現(xiàn)尺寸基本符合要求，但焊道的寬度都接近上限16 mm。

以上僅僅是從試樣的外觀發(fā)現(xiàn)了一些問題，但還不能進(jìn)行定量的分析和得到有用的結(jié)論。為了對(duì)焊道熱影響區(qū)對(duì)落錘試驗(yàn)結(jié)果的影響有更深入的研究，決定對(duì)已做試驗(yàn)的試樣進(jìn)行微觀分析。

從已做落錘試驗(yàn)的試樣中選取了兩個(gè)試樣，分別對(duì)焊縫區(qū)和焊接熱影響區(qū)進(jìn)行金相檢驗(yàn)。這兩個(gè)試樣中，一個(gè)為未斷裂試樣(A試樣)，另一個(gè)為斷裂試樣(B試樣)。A試樣和B試樣的金相照片具體參見圖4～15。

圖4中，A試樣的焊接熱影響區(qū)(HAZ)長度為23.3 mm ～ 24.8 mm，寬度4.8 mm，試樣缺口處的脆性區(qū)寬度為23.3 mm ～ 24.8 mm，試樣未受焊接影響區(qū)域?qū)挾葹?5.2 mm～26.7 mm。

圖5中， B試樣焊接熱影響區(qū)(HAZ)長度為22.7 mm～25.7 mm，寬度6.82 mm，試樣缺口處的脆性區(qū)寬度為22.7 mm ～25.7 mm，試樣未受焊接影響區(qū)域?qū)挾葹?4.3 mm～27.3 mm。

由焊接接頭金相分析，A試樣熱影響區(qū)的面積小于B試樣。因?yàn)闊嵊绊憛^(qū)中存在大量的馬氏體組織，所以B試樣焊接熱影響區(qū)所導(dǎo)致的落錘試樣中脆性區(qū)的面積所占的比例大，這會(huì)導(dǎo)致落錘試驗(yàn)溫度結(jié)果趨向于提高。

由于A試樣堆焊焊道寬度小，熱輸入小，高溫停留時(shí)間短，冷卻速度較快，在同樣材料和同樣冷卻條件下，A試樣的焊縫金屬和熱影響區(qū)的晶粒尺寸和馬氏體板條尺寸及馬氏體領(lǐng)域尺寸比B試樣小，根據(jù)Hall-Petch關(guān)系研究[4]，A試樣的焊接接頭韌性應(yīng)高于B試樣。

圖3 試驗(yàn)后的落錘試樣Figure 3 The specimen picture after drop weight test

圖4 A試樣HAZ宏觀金相 圖5 B試樣HAZ宏觀金相Figure 4 The macrostructure of No.A specimen HAZ Figure 5 The macrostructure of No.B specimen HAZ

圖6 A試樣焊縫微觀金相(馬氏體) 圖7 B試樣焊縫微觀金相(馬氏體)Figure 6 The microstructure of No.A specimen weld (martensite) Figure 7 The microstructure of No.B specimen weld (martensite)

圖8 A試樣融合線微觀金相(馬氏體) 圖9 B試樣融合線微觀金相(馬氏體)Figure 8 The microstructure of No.A specimen fusion line (martensite) Figure 9 The microstructure of No.B specimen fusion line(martensite)

圖10 A試樣粗晶區(qū)微觀金相(馬氏體) 圖11 B試樣粗晶區(qū)微觀金相(馬氏體)Figure 10 The microstructure of No.A specimen coarse grained region (martensite) Figure 11 The microstructure of No.B specimen coarse grained region (martensite)

圖12 A試樣細(xì)晶區(qū)微觀金相(馬氏體) 圖13 B試樣細(xì)晶區(qū)微觀金相(馬氏體)Figure 12 The microstructure of No.A specimen fine grained region (martensite) Figure 13 The microstructure of No.B specimen fine grained region (martensite)

圖14 A試樣兩相區(qū)金相(少量馬氏體+貝氏體) 圖15 B試樣兩相區(qū)金相(馬氏體+貝氏體)Figure 14 The microstructure of No.A specimen binary-phas region (martensite and bainite) Figure 15 The microstructure of No.B specimen binary-phase region (a little martensite and bainite)

3 分析結(jié)果驗(yàn)證

3.1 按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗(yàn)方法進(jìn)行自測(cè)試驗(yàn)

自測(cè)試驗(yàn)分為兩種情況進(jìn)行，加工好每組8塊試樣，第一組仍然按照以前的焊接方法進(jìn)行焊接，另一組則按照改進(jìn)了的工藝進(jìn)行焊接。對(duì)兩組試驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)證除了觀察落錘試樣的斷裂情況，還要從兩組試樣中各選一組試樣進(jìn)行沖擊試驗(yàn)，從另一方面驗(yàn)證焊接工藝調(diào)整后的材料的韌性變化情況。兩組試驗(yàn)的焊接工藝都應(yīng)符合GB/T680—2008的要求。

第一組試驗(yàn)的焊條選為?5 mm的D127型，焊接電流預(yù)設(shè)為190 A。試驗(yàn)后試樣有斷裂的也有沒斷裂的。圖16為試樣試驗(yàn)后的形貌。

對(duì)焊道尺寸進(jìn)行了測(cè)量，測(cè)量結(jié)果如表3所示。對(duì)測(cè)量結(jié)果分析可知，焊道尺寸均較寬，接近標(biāo)準(zhǔn)范圍的上限。

對(duì)第一組中的試樣R1D1進(jìn)行解剖取其橫截面，經(jīng)過拋光、腐蝕之后，顯示出熱影響區(qū)(HAZ)，如圖17所示。再對(duì)HAZ尺寸進(jìn)行測(cè)量，其長度約為24.5 mm，寬度為4.4 mm。

最后在落錘試樣上截取1組(3個(gè))沖擊試樣，對(duì)其進(jìn)行-40℃沖擊試驗(yàn)，沖擊試樣的截取方式如圖18所示。試驗(yàn)結(jié)果分別為：212 J、209 J、271 J，纖維率為97%～100%，斷裂方式為韌性斷裂。

第二組試樣選擇?4 mm的D127焊條(標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定焊條直徑?4 mm～?5 mm)，焊接電流預(yù)設(shè)為180 A，電壓為23 V～24 V，焊接速度為130 mm/min ～140 mm/min，焊后置于大塊鋼板上快冷。在試樣加工完畢后和焊接前，在需堆焊焊道的位置劃好線，畫線寬度為14.5 mm，要求焊工在進(jìn)行焊接時(shí)盡量將焊道控制在畫線的范圍內(nèi)。焊接完畢后進(jìn)行開槽和落錘試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果為全部合格，沒有斷裂試樣。圖19 為試驗(yàn)后的形貌。

圖16 第一組試樣試驗(yàn)后情況 圖17 沖擊試樣截面宏觀照片(第一組)Figure 16 The condition of first group specimens after test Figure 17 The macro photography of cross section of first group impact specimens

表3 第一組自測(cè)試樣焊道尺寸Table 3 The weld pass size of first group specimens

圖18 從試樣R1D1上取3個(gè)沖擊試樣示意圖Figure 18 The sampling sketch of three impact specimens from R1D1 specimen

對(duì)焊道尺寸進(jìn)行了測(cè)量，測(cè)量結(jié)果如表4所示。對(duì)測(cè)量結(jié)果分析可知，焊道尺寸均較窄，接近標(biāo)準(zhǔn)范圍的下限。

對(duì)試樣R1D1進(jìn)行解剖取其橫截面，經(jīng)過拋光、腐蝕之后，顯示出焊接熱影響區(qū)(HAZ)，如圖20所示。再對(duì)HAZ尺寸進(jìn)行測(cè)量，其長度約為22.3 mm，寬度為3.8 mm。

圖19 第二組試樣試驗(yàn)后情況 圖20 沖擊試樣截面宏觀照片(第二組)Figure 19 The condition of second group specimens after test Figure 20 The macro photography of cross section of second group impact specimens

表4 第一組自測(cè)試樣焊道尺寸Table 4 The weld pass size of first group specimens

同樣的，在落錘試樣上截取1組沖擊試樣進(jìn)行-40℃沖擊試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果分別為：233 J、300 J、283 J，纖維率為100%。本次沖擊試驗(yàn)結(jié)果較第一組試驗(yàn)更高，從沖擊試驗(yàn)的結(jié)果也可以看出，第二組試樣的韌性要好于第一組，這也和落錘試驗(yàn)的結(jié)果相吻合。

3.2 按照調(diào)整后的工藝進(jìn)行產(chǎn)品落錘試驗(yàn)

通過自測(cè)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)改進(jìn)焊道的焊接成型工藝后，明顯提高了落錘試驗(yàn)的合格率。因此，對(duì)改進(jìn)后的工藝進(jìn)行固化，作為制造廠落錘試驗(yàn)焊接的正式工藝。該工藝主要控制點(diǎn)為：(1)試板尺寸嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，表面粗糙度為6.3 μm。(2)試板焊道焊接前進(jìn)行劃線，寬度為14.5 mm。(3)焊接模板槽寬為14.5 mm，施焊時(shí)和所劃線對(duì)正。(4)焊條選用?4 mm焊條。(5)焊接電流為180 A，電壓為23 V～24 V。(6)焊接速度為135 mm/min(焊后置于大塊鋼板上快冷)。

由于自測(cè)試樣是從熱氣導(dǎo)管開孔法蘭和監(jiān)督材料這兩件鍛件上取得，以至于重新熱處理后的產(chǎn)品試料不夠進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)，因此進(jìn)行了報(bào)廢重投冶煉。對(duì)于重投后的熱氣導(dǎo)管開孔法蘭，上法蘭段1(第一次進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn))和上支承板兩件(第一次進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn))的試樣按照調(diào)整后的焊接工藝和方法進(jìn)行焊接后，按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行落錘試驗(yàn)，其結(jié)果全部合格。

4 結(jié)論

本文針對(duì)高溫堆核電站金屬堆內(nèi)構(gòu)件鍛件12Cr2Mo1材料的落錘試驗(yàn)出現(xiàn)不合格的問題，經(jīng)過試樣焊道宏觀和微觀組織的分析對(duì)比，找到了該批鍛件落錘試驗(yàn)不合格的主要原因是焊道熱影響區(qū)太大造成焊縫金屬和熱影響區(qū)金屬晶粒粗大。通過自測(cè)試驗(yàn)獲得了改進(jìn)的焊接工藝參數(shù)并對(duì)焊道施焊工藝進(jìn)行了固化。在產(chǎn)品正式落錘試驗(yàn)中，試驗(yàn)一次合格率明顯提高。

[1] ASTM E 208—95a(R2000)，用導(dǎo)向落錘試驗(yàn)測(cè)定鐵素體鋼無塑性轉(zhuǎn)變溫度的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法.

[2] GB/T6803—2008，鐵素體鋼的無塑性轉(zhuǎn)變溫度落錘試驗(yàn)方法.

[3] 史巨元.鋼的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能及應(yīng)用.北京：冶金工業(yè)出版社，1993.12.

[4] 陳士華，鄧照軍，李平和.超細(xì)晶低碳鋼熱連軋板中的Hall-Petch關(guān)系研究.物理測(cè)試.2007(7).