不同热处理温度对09CrCuSb钢板焊缝组织和性能的影响

摘要

09CrCuSb钢是工业锅炉和油田酸化作业连续油管的关键材料，但其焊接后的性能易因残余应力和组织不均匀而下降。为解决这一问题，本研究采用等离子填丝焊接工艺对5.2 mm厚的09CrCuSb钢板进行对接，并分别在880、900、920和940℃下进行焊后热处理。通过金相显微镜、硬度测试、拉伸试验、冲击试验及弯曲试验，系统分析了不同温度对焊缝微观组织和力学性能的影响。实验结果表明：未经热处理的焊缝因残余应力导致硬度显著升高，但塑性和抗拉强度较低；随着热处理温度提升至920℃，焊缝组织逐渐均匀化，形成弥散分布的铁素体+珠光体结构。此时，焊缝硬度达到峰值（HV 215），抗拉强度（633 MPa）超过母材(622 MPa)，低温冲击功（159 J）和抗弯曲性能均显著改善。然而，当温度继续升高时，硬度和强度略有下降。综合来看，920℃热处理有效消除了焊接残余应力，优化了组织均匀性，使焊缝兼具高强度与良好韧性。

基金资助

中国石油天然气集团有限公司科学研究与技术开发资助项目（2022ZS26）