论文部分内容阅读
摘 要： 作为我国的主要重工业，钢铁的炼制不仅仅是经济发展的支撑，同时也是社会前进的动力。社会生活中人们的需求不断增大，锅炉的使用增多，同时锅炉的维修工作也被重视。锅炉使用过程中，压力容器的焊接十分重要，在焊接的过程中加入锰元素对焊接的性能有很大的影响，接下来文章将重点分析具体的影响因素和影响程度。
关键词： 锰元素；锅炉；压力容器；钢焊接；性能
【中图分类号】 TK22
【文献标识码】 B
【文章编号】 2236-1879（2017）11-0202-02
在我国锅炉和压力容器所使用的钢板的过程中，各大企业为了将生产总量和生产质量提高，于是对生产设备进行了一定的技术改造。从锅炉压力容器用钢使用现状的具体情况来看，可以知道为了能够有更多的技术方面的改进需要准确的把握对整个焊接性能的要求。因为锅炉和压力容器中的用钢是整个系统中的关键，所以为了保证整个锅炉系统的正常工作，对于焊接工作有更多的要求，首先对于焊接部位的连接一定要有保证，其次就是要达到一定的硬度、刚度等方面性能的影响。通过本文的分析，希望可以对锅炉压力容器用钢有一些可行性的建议。
1 实验方法
这次探究将以实验的方式呈现，用各种不同锰含量的焊条进行实验，通过实验结果的分析进一步了解本课题的研究。首先要讲解的是实验方法，实验方法具体包括两个步骤，就是焊条的制备和对焊接及热处理方法的分析。
1.1 焊条制备（不同Mn含量）。
焊条是进行焊接工作最主要的设备，也是最基础的设备，主要的原理就是在焊条加热以后成为熔融状态，焊条溶液在钢板之间的凝固就会将两个钢板连接在一起。为了探究锰对
锅炉压力容器用钢焊接的具体影响，就应该使用不同锰含量的焊条分别对同样的钢板进行焊接，所以首先应该制备不同锰含量的焊条，可以先制备一些使用的焊条，比如说，0.96%，0.97%，0.98%，0.99%，1.00%，1.01%，1.02%，1.03%等等浓度的焊条，因为锰是强韧性元素，能增加钢的强度，当锰含量在1.0%以下时，不降低钢的塑性，其韧性还有所提高。当锰含量超过1%时，在提高强度的同时塑性、韧性有所下降。锰能增加钢的淬透性、耐磨性，是耐磨钢的主要合金元素。在实验进行到一定的进程以后，判断出最佳含量的具体范围，再在这一个含量值范围内进行小浓度梯度焊条的制备。从而用这样逐渐逼近的方法来进行最佳锰含量浓度的探讨和研究。
1.2 焊接及热处理方法
1.2.1 焊接方法。
焊接就是被焊工件的材质﹙同种或异种﹚通过加热或加压或两者并用，并且用或者不用填充材料，使工件达到永久性的连接的一种方法。焊接的方法主要包括三种，分别是熔化焊、压力焊、钎焊。熔化焊接的方法就是将材料的边缘进行加热至熔化的状态，然后利用焊条进行具体的加工。在使用这种方法的过程中，熔化状态与空气进行直接的接触，非常容易造成污染或者是焊接的缺陷，严重的情况下会影响焊接的质量和性能。压力焊接是被称为固体焊接的一种方法，因为他们是在固体状态下实现的。经常使用的是电阻对焊，就是在工件通过电流的时候，因为温度升高使得工件达到塑性的状态，在这种状态进行焊接。钎焊一般使用的钎料是熔点比较低的材料。
1.2.2 热处理方法。
热处理就是将金属材料通过加热、冷却等的方法来改变材料中的内部结构，通过这样的改变来达到控制性能的目的。热处理方法包括很多种，常用的有正火、退火、固溶热处理、、淬火和回火等等。这些方法都是我们平时经常使用的一些方法。
2 实验结果
2.1 力学性能测试。
首先应该对不同锰含量焊条焊接的钢板进行取样，包括0.96%，0.97%，0.98%，0.99%，1.00%，1.01%，1.02%，1.03%等锰含量的钢板进行取样和检测。在成功取样之后，首先应该对各个编号的钢板中的各种含量进行鉴定，在进行具体检测的时候，检测的指标应该包括屈服点、抗拉强度、伸长率、冷弯、冲击功等的这些力学方面的性能。应在外观及尺寸合格的钢材上取样，产品应具有足够大的尺寸。取样时应防止出现过热、加工硬化而影响力学性能。取样的位置及方向应符合GB/T2975-1998附录A的规定。当工程没有与结构同批的钢材时，可在构件上截取试样，但应确保结构构件的安全。按每批钢材，拉伸试验取1个试样，冷彎试验取1个试样，冲击试验取3个试样。当被检钢材的屈服点或抗拉强度不满足要求时，应补充取样进行拉神试验。补充试验应将同类构件同一规格的钢材划为1批，每批抽样3个式样，下图是钢的力学性能。
2.2 钢的微观性能。
钢的微观性能是锅炉压力容器用钢的又一主要特性，这些特性不仅仅能够提高钢的实用性，而且还能够将整体的性能得到很大的提高。比如说钢的硬度、韧性等等。在进行钢的微观性能组织检测的过程中，首先要做的同样是进行取样。保证在所取钢块的体积、质量、密度以及所含元素种类和具体的含量等等一切其他条件相同的条件下，然后通过对不同锰含量焊接的钢板的硬度进行测量，在硬度最高的锰含量附近将锰含量梯度逐渐的逼近，然后得到硬度最好的钢板中的锰的含量。
3 分析與讨论
3.1 锰的有益作用
3.1.1 锰是我们比较熟悉的一种微量元素，它有一个我们通常熟知的作用，那就是较高的强度和耐磨性，而且它也是一种强氧化剂。所以在钢中经常使用，主要就是作为炼钢的脱氧剂。
3.1.2 一般的钢中都会有微量的锰含量，所以焊条中的锰元素就是为了提高钢板的质量。
3.1.3 除了这个作用之外，我们还会发现锰元素与钢铁中的硫元素相互作用之后能够解决硫元素对钢铁中铁的腐蚀影响。锰元素还可以改善钢中的焊接性能和低温性能，对于钢中存在的脱碳作用也能够有一定的减缓。 3.1.4 焊条中的锰含量还可以对钢的切削性能有一定的改善。因为钢的类型不同，所以对于有些特殊的钢，锰元素的作用还可以代Ni，对于扩大相区有比较大的作用。
3.1.5 如果锰含量比较好的情况下，这种钢对于整个冷工硬化比较敏感，所以可以提高钢板的耐磨性，甚至对于提高钢的强度也会有很大的帮助。高锰含量的含量标准在10-14%。
锰能够有这么多的作用，而且被广泛的运用在各种行业中，除了锰元素本身具有的强大的作用之外，与锰元素的性能和其廉价性有很大的关系。
3.2 锰的不良影响。
锰元素在钢中的滲入造成整个钢的临界点比较低，所以整个钢在冶炼的过程当中比较容易出现粗晶的情况，这是因为Mn是不能减低奥氏体晶粒长大倾向的元素，从而引起粗晶。同时还有可能产生并且增强钢对白点的敏感性能，所以需要有一个缓冷的过程。根据实验可以得到结果就是当碳含量大于千分之三的临界点时影响比较大。当锰的含量大于2.4%时，钢的延伸率就会下降，所以横向和纵向的差别比较大，这种情况下增加回火脆性，所以比较容易形成纤维组织和带状。因为高锰钢的熔点比较低，平均的线膨胀系数比较大，导热系数小，所以热加工比较难。高锰钢在冷速不够时，易生成块状碳化物沿晶界析出，使钢变脆，采用水淬速冷时，可使碳化物来不及析出，得到均匀奥氏体组织，性能改善。但因为含Mn量高，导热性差，速冷则温差应力大而易淬裂，所以淬火次数不宜多。
4 结束语
通过具体的分析，我们可以知道钢板中的锰含量对整个钢板的有益的作用也有不良的影响，具体的影响主要与锰元素的含量以及钢板的使用环境有关系。通过分析结论，将其有效的运用于锅炉压力容器用钢的过程中，促进我国钢铁行业的发展，同时对于促进锅炉压力容器用钢和经济发展也有很大的作用。
参考文献
[1]张敏，唐江，李继红，刘娟娟.合金元素锰和镍对FV520（B）钢焊接接头组织与力学性能的影响[J].机械工程材料.2015（05）：58-62.
[2]孙咸.焊缝金属对14MnMoNbB钢焊接性的影响[J].化工建设工程.2001（06）：21-23.
[3]国富兴，韩春良，翁玉娟，吴雨晨，王金星.含钒铁水冶炼ER70S-6焊丝钢工艺实践[J].中国冶金.2011（10）：41-43，52.
[4]梁福康.现代鋼材及其工程应用（10）[J].建筑技术.2001（02）：120-122.
[5]管线钢中锰的影响[J].涟钢科技与管理.2013（05）：F0003-F0003.
关键词： 锰元素；锅炉；压力容器；钢焊接；性能
【中图分类号】 TK22
【文献标识码】 B
【文章编号】 2236-1879（2017）11-0202-02
在我国锅炉和压力容器所使用的钢板的过程中，各大企业为了将生产总量和生产质量提高，于是对生产设备进行了一定的技术改造。从锅炉压力容器用钢使用现状的具体情况来看，可以知道为了能够有更多的技术方面的改进需要准确的把握对整个焊接性能的要求。因为锅炉和压力容器中的用钢是整个系统中的关键，所以为了保证整个锅炉系统的正常工作，对于焊接工作有更多的要求，首先对于焊接部位的连接一定要有保证，其次就是要达到一定的硬度、刚度等方面性能的影响。通过本文的分析，希望可以对锅炉压力容器用钢有一些可行性的建议。
1 实验方法
这次探究将以实验的方式呈现，用各种不同锰含量的焊条进行实验，通过实验结果的分析进一步了解本课题的研究。首先要讲解的是实验方法，实验方法具体包括两个步骤，就是焊条的制备和对焊接及热处理方法的分析。
1.1 焊条制备（不同Mn含量）。
焊条是进行焊接工作最主要的设备，也是最基础的设备，主要的原理就是在焊条加热以后成为熔融状态，焊条溶液在钢板之间的凝固就会将两个钢板连接在一起。为了探究锰对
锅炉压力容器用钢焊接的具体影响，就应该使用不同锰含量的焊条分别对同样的钢板进行焊接，所以首先应该制备不同锰含量的焊条，可以先制备一些使用的焊条，比如说，0.96%，0.97%，0.98%，0.99%，1.00%，1.01%，1.02%，1.03%等等浓度的焊条，因为锰是强韧性元素，能增加钢的强度，当锰含量在1.0%以下时，不降低钢的塑性，其韧性还有所提高。当锰含量超过1%时，在提高强度的同时塑性、韧性有所下降。锰能增加钢的淬透性、耐磨性，是耐磨钢的主要合金元素。在实验进行到一定的进程以后，判断出最佳含量的具体范围，再在这一个含量值范围内进行小浓度梯度焊条的制备。从而用这样逐渐逼近的方法来进行最佳锰含量浓度的探讨和研究。
1.2 焊接及热处理方法
1.2.1 焊接方法。
焊接就是被焊工件的材质﹙同种或异种﹚通过加热或加压或两者并用，并且用或者不用填充材料，使工件达到永久性的连接的一种方法。焊接的方法主要包括三种，分别是熔化焊、压力焊、钎焊。熔化焊接的方法就是将材料的边缘进行加热至熔化的状态，然后利用焊条进行具体的加工。在使用这种方法的过程中，熔化状态与空气进行直接的接触，非常容易造成污染或者是焊接的缺陷，严重的情况下会影响焊接的质量和性能。压力焊接是被称为固体焊接的一种方法，因为他们是在固体状态下实现的。经常使用的是电阻对焊，就是在工件通过电流的时候，因为温度升高使得工件达到塑性的状态，在这种状态进行焊接。钎焊一般使用的钎料是熔点比较低的材料。
1.2.2 热处理方法。
热处理就是将金属材料通过加热、冷却等的方法来改变材料中的内部结构，通过这样的改变来达到控制性能的目的。热处理方法包括很多种，常用的有正火、退火、固溶热处理、、淬火和回火等等。这些方法都是我们平时经常使用的一些方法。
2 实验结果
2.1 力学性能测试。
首先应该对不同锰含量焊条焊接的钢板进行取样，包括0.96%，0.97%，0.98%，0.99%，1.00%，1.01%，1.02%，1.03%等锰含量的钢板进行取样和检测。在成功取样之后，首先应该对各个编号的钢板中的各种含量进行鉴定，在进行具体检测的时候，检测的指标应该包括屈服点、抗拉强度、伸长率、冷弯、冲击功等的这些力学方面的性能。应在外观及尺寸合格的钢材上取样，产品应具有足够大的尺寸。取样时应防止出现过热、加工硬化而影响力学性能。取样的位置及方向应符合GB/T2975-1998附录A的规定。当工程没有与结构同批的钢材时，可在构件上截取试样，但应确保结构构件的安全。按每批钢材，拉伸试验取1个试样，冷彎试验取1个试样，冲击试验取3个试样。当被检钢材的屈服点或抗拉强度不满足要求时，应补充取样进行拉神试验。补充试验应将同类构件同一规格的钢材划为1批，每批抽样3个式样，下图是钢的力学性能。
2.2 钢的微观性能。
钢的微观性能是锅炉压力容器用钢的又一主要特性，这些特性不仅仅能够提高钢的实用性，而且还能够将整体的性能得到很大的提高。比如说钢的硬度、韧性等等。在进行钢的微观性能组织检测的过程中，首先要做的同样是进行取样。保证在所取钢块的体积、质量、密度以及所含元素种类和具体的含量等等一切其他条件相同的条件下，然后通过对不同锰含量焊接的钢板的硬度进行测量，在硬度最高的锰含量附近将锰含量梯度逐渐的逼近，然后得到硬度最好的钢板中的锰的含量。
3 分析與讨论
3.1 锰的有益作用
3.1.1 锰是我们比较熟悉的一种微量元素，它有一个我们通常熟知的作用，那就是较高的强度和耐磨性，而且它也是一种强氧化剂。所以在钢中经常使用，主要就是作为炼钢的脱氧剂。
3.1.2 一般的钢中都会有微量的锰含量，所以焊条中的锰元素就是为了提高钢板的质量。
3.1.3 除了这个作用之外，我们还会发现锰元素与钢铁中的硫元素相互作用之后能够解决硫元素对钢铁中铁的腐蚀影响。锰元素还可以改善钢中的焊接性能和低温性能，对于钢中存在的脱碳作用也能够有一定的减缓。 3.1.4 焊条中的锰含量还可以对钢的切削性能有一定的改善。因为钢的类型不同，所以对于有些特殊的钢，锰元素的作用还可以代Ni，对于扩大相区有比较大的作用。
3.1.5 如果锰含量比较好的情况下，这种钢对于整个冷工硬化比较敏感，所以可以提高钢板的耐磨性，甚至对于提高钢的强度也会有很大的帮助。高锰含量的含量标准在10-14%。
锰能够有这么多的作用，而且被广泛的运用在各种行业中，除了锰元素本身具有的强大的作用之外，与锰元素的性能和其廉价性有很大的关系。
3.2 锰的不良影响。
锰元素在钢中的滲入造成整个钢的临界点比较低，所以整个钢在冶炼的过程当中比较容易出现粗晶的情况，这是因为Mn是不能减低奥氏体晶粒长大倾向的元素，从而引起粗晶。同时还有可能产生并且增强钢对白点的敏感性能，所以需要有一个缓冷的过程。根据实验可以得到结果就是当碳含量大于千分之三的临界点时影响比较大。当锰的含量大于2.4%时，钢的延伸率就会下降，所以横向和纵向的差别比较大，这种情况下增加回火脆性，所以比较容易形成纤维组织和带状。因为高锰钢的熔点比较低，平均的线膨胀系数比较大，导热系数小，所以热加工比较难。高锰钢在冷速不够时，易生成块状碳化物沿晶界析出，使钢变脆，采用水淬速冷时，可使碳化物来不及析出，得到均匀奥氏体组织，性能改善。但因为含Mn量高，导热性差，速冷则温差应力大而易淬裂，所以淬火次数不宜多。
4 结束语
通过具体的分析，我们可以知道钢板中的锰含量对整个钢板的有益的作用也有不良的影响，具体的影响主要与锰元素的含量以及钢板的使用环境有关系。通过分析结论，将其有效的运用于锅炉压力容器用钢的过程中，促进我国钢铁行业的发展，同时对于促进锅炉压力容器用钢和经济发展也有很大的作用。
参考文献
[1]张敏，唐江，李继红，刘娟娟.合金元素锰和镍对FV520（B）钢焊接接头组织与力学性能的影响[J].机械工程材料.2015（05）：58-62.
[2]孙咸.焊缝金属对14MnMoNbB钢焊接性的影响[J].化工建设工程.2001（06）：21-23.
[3]国富兴，韩春良，翁玉娟，吴雨晨，王金星.含钒铁水冶炼ER70S-6焊丝钢工艺实践[J].中国冶金.2011（10）：41-43，52.
[4]梁福康.现代鋼材及其工程应用（10）[J].建筑技术.2001（02）：120-122.
[5]管线钢中锰的影响[J].涟钢科技与管理.2013（05）：F0003-F0003.