发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明提出了一种快速、适于大规模使用、低成本的测定P92焊缝金属Ac1相变点的方法。
本发明解决该技术问题所采用的技术方案是:
一种测定P92焊缝金属Ac1相变点的方法,包括以下步骤:
1)分析P92焊缝金属中碳、氮、镍、锰、钴、铬、钼、钨、钒九种元素的质量百分比,一般焊材厂家会提供焊材焊缝金属的成分数据,也可以采用光度法、ICP-AES法、重量法、化学滴定法、红外吸收法、热导法等手段定量地分析焊材焊缝金属的成分;
2)将步骤1)中所得各元素的质量百分比带入如下公式:
y=847.06-129.77aC-140aN-74.92(aNi+aMn)-6.17aCo+2.3aCr+13.02aMo+10.84aW+59aV中计算P92焊缝金属的Ac1相变点y,其中,y为P92焊缝金属的Ac1相变点,单位为℃; aC、aN、aNi、aMn、aCo、aCr、aMo、aW、aV分别为P92焊缝金属中碳、氮、镍、锰、钴、铬、钼、钨、钒元素的质量百分比。
本发明方法所适用的P92焊缝金属,其碳、氮、镍、锰、钴、铬、钼、钨、钒九种元素的质量百分比范围如下:碳含量的范围为0.06~0.12%,氮含量的范围为0.02~0.08%,镍含量的范围为0~1.2%,锰含量的范围为0~1.2%,铬含量的范围为8.0~9.5%,钼含量的范围为0.3~0.6%,钨含量的范围为1.4~2.0%,钴含量的范围为0~2.0%。
本发明步骤2)中计算P92焊缝金属Ac1相变点的公式
y=847.06-129.77aC-140aN-74.92(aNi+aMn)-6.17aCo+2.3aCr+13.02aMo+10.84aW+59aV是建立在合金热力学理论上、利用Thermo-Calc热力学计算软件计算得到不同成分焊缝金属的Ac1相变点、再运用多元线性回归法对不同成分的焊缝金属与其对应的Ac1相变点的关系进行分析而得到,该公式的具体推导过程如下:
1)根据P92焊缝金属化学成分和各主要合金元素可能的变化范围,改变P92焊缝金属中碳、氮、镍、锰、钴、铬、钼、钨、钒九种主要元素含量得到100多种不同成分组合的焊缝金属,应用Thermo-Calc软件计算得到每种成分的焊缝金属的相图,通过分析相图中奥氏体和铁素体的含量,得到100多种不同合金成分焊缝金属对应的Ac1相变点,并得到碳、氮、镍、锰、钴、铬、钼、钨、钒九种合金元素含量变化对P92焊缝金属Ac1相变点的影响;
2)对不同合金成分的焊缝金属与其对应的Ac1相变点建立如下回归模型:
y=b0+b1xC+b2xN+b3(xNi+xMn)+b4xCo+b5xCr+b6xMo+b7xW+b8xV (1)
其中,y为焊缝金属的Ac1相变点,单位为℃;xC、xN、xNi、xMn、xCo、xCr、xMo、xW、xV分别为P92焊缝金属中碳、氮、镍、锰、钴、铬、钼、钨、钒元素的质量百分比;b0~b8为回归系数;
运用多元线性回归分析方法分析100多组不同合金成分的焊缝金属与其对应的Ac1相变点的关系,得到如下公式:
y=831.16-129.77xC-140xN-74.92(xNi+xMn)-6.17xCo+2.3xCr+13.02xMo+10.84xW+59xV(2)
其中,y为焊缝金属的Ac1相变点的估计值,单位为℃;xC、xN、xNi、xMn、xCo、xCr、xMo、xW、xV分别为P92焊缝金属中碳、氮、镍、锰、钴、铬、钼、钨、钒元素的质量百分比;
3)根据国内外资料提供的不同合金成分的P92焊缝金属Ac1相变点的实测数据,对公式(2)中的常数项进行修正,即得到步骤2)中计算P92焊缝金属Ac1相变点的公式:
y=847.06-129.77aC-140aN-74.92(aNi+aMn)-6.17aCo+2.3aCr+13.02aMo+10.84aW+59aV(3)
其中:y为修正以后的焊缝金属的Ac1相变点的估计值,单位为℃;xC、xN、xNi、xMn、xCo、xCr、xMo、xW、xV分别为P92焊缝金属中碳、氮、镍、锰、钴、铬、钼、钨、钒元素的质量百分比。
与现有技术相比,本发明具有以下优点和有益效果:
本发明解决了传统方法测定焊缝金属Ac1相变点时费时、不适于大规模测定和高成本等问题,具有快速、适于大规模测定和低成本的优点。
具体实施方法
为了更好的理解本发明,下面结合实施例进一步说明本发明的优点。
实施例1:
一种测定P92焊缝金属Ac1相变点的方法,包括以下步骤:
1)分析牌号为OERLINKON的市售P92焊条焊缝金属中碳、氮、镍、锰、钴、铬、钼、钨、钒等九种元素的质量百分比,上述焊缝金属成分数据由厂家提供,其中,碳的质量百分比为0.10%,氮的质量百分比为0.049%,镍的质量百分比为0.06%,锰的质量百分比为1.05%,钴的质量百分比为2.0%,铬的质量百分比为9.1%,钼的质量百分比为0.51%,钨的质量百分比为1.71%,钒的质量百分比为0.19%;
2)将步骤1)中所得各元素的质量百分比带入如下公式:
y=847.06-129.77aC-140aN-74.92(aNi+aMn)-6.17aCo+2.3aCr+13.02aMo+10.84aW+59aV计算出P92焊缝金属的Ac1相变点y为789.04℃,其中,y为P92焊缝金属的Ac1相变点,单位为℃;xC、xN、xNi、xMn、xCo、xCr、xMo、xW、xV分别为P92焊缝金属中碳、氮、镍、锰、钴、铬、钼、钨、钒元素的质量百分比。
实施例2:
一种测定P92焊缝金属Ac1相变点的方法,包括以下步骤:
1)分析牌号为CHH727-3的市售P92焊条焊缝金属中碳、氮、镍、锰、钴、铬、钼、钨、钒等九种元素的质量百分比,上述焊缝金属成分数据由厂家提供,其中,碳的质量百 分比为0.076%,氮的质量百分比为0.031%,镍的质量百分比为0.679%,锰的质量百分比为0.57%,钴的质量百分比为0.955%,铬的质量百分比为9.37%,钼的质量百分比为0.402%,钨的质量百分比为1.69%,钒的质量百分比为0.185%;
2)将步骤1)中所得各元素的质量百分比带入如下公式:
y=847.06-129.77aC-140aN-74.92(aNi+aMn)-6.17aCo+2.3aCr+13.02aMo+10.84aW+59aV计算出P92焊缝金属的Ac1相变点y为789.41℃,其中,y为P92焊缝金属的Ac1相变点,单位为℃;xC、xN、xNi、xMn、xCo、xCr、xMo、xW、xV分别为P92焊缝金属中碳、氮、镍、锰、钴、铬、钼、钨、钒元素的质量百分比。
实施例3:
一种测定P92焊缝金属Ac1相变点的方法,包括以下步骤:
1)分析牌号为MTS616的市售P92焊条焊缝金属中碳、氮、镍、锰、钴、铬、钼、钨、钒等九种元素的质量百分比,上述焊缝金属成分数据由厂家提供,其中,碳的质量百分比为0.10%,氮的质量百分比为0.048%,镍的质量百分比为0.60%,锰的质量百分比为0.60%,铬的质量百分比为8.49%,钼的质量百分比为0.48%,钨的质量百分比为1.46%,钒的质量百分比为0.17%;
2)将步骤1)中所得各元素的质量百分比带入如下公式:
y=847.06-129.77aC-140aN-74.92(aNi+aMn)-6.17aCo+2.3aCr+13.02aMo+10.84aW+59aV计算出P92焊缝金属的Ac1相变点y为789.09℃,其中,y为P92焊缝金属的Ac1相变点,单位为℃;xC、xN、xNi、xMn、xCo、xCr、xMo、xW、xV分别为P92焊缝金属中碳、氮、镍、锰、钴、铬、钼、钨、钒元素的质量百分比。
实施例4:
一种测定P92焊缝金属Ac1相变点的方法,包括以下步骤:
1)分析牌号为KJ92-1的市售P92焊条焊缝金属中碳、氮、镍、锰、钴、铬、钼、钨、钒等九种元素的质量百分比,上述焊缝金属成分数据由厂家提供,其中,碳的质量百分比为0.76%,氮的质量百分比为0.063%,镍的质量百分比为0.62%,锰的质量百分比为0.66%,铬的质量百分比为8.65%,钼的质量百分比为0.49%,钨的质量百分比为1.67%,钒的质量百分比为0.17%;
2)将步骤1)中所得各元素的质量百分比带入如下公式:
y=847.06-129.77aC-140aN-74.92(aNi+aMn)-6.17aCo+2.3aCr+13.02aMo+10.84aW+59aV计算出P92焊缝金属的Ac1相变点y为789.19℃,其中,y为P92焊缝金属的Ac1相变点,单位为℃;xC、xN、xNi、xMn、xCo、xCr、xMo、xW、xV分别为P92焊缝金属中碳、氮、镍、锰、钴、铬、钼、钨、钒元素的质量百分比。
实施例5:
一种测定P92焊缝金属Ac1相变点的方法,包括以下步骤:
1)分析牌号为KJ92-2的市售P92焊条焊缝金属中碳、氮、镍、锰、钴、铬、钼、钨、钒等九种元素的质量百分比,上述焊缝金属成分数据由厂家提供,其中,碳的质量百分比为0.77%,氮的质量百分比为0.060%,镍的质量百分比为0.55%,锰的质量百分比为0.54%,铬的质量百分比为8.39%,钼的质量百分比为0.56%,钨的质量百分比为1.72%,钒的质量百分比为0.18%;
2)将步骤1)中所得各元素的质量百分比带入如下公式:
y=847.06-129.77aC-140aN-74.92(aNi+aMn)-6.17aCo+2.3aCr+13.02aMo+10.84aW+59aV计算出P92焊缝金属的Ac1相变点y为802.86℃,其中,y为P92焊缝金属的Ac1相变点,单位为℃;xC、xN、xNi、xMn、xCo、xCr、xMo、xW、xV分别为P92焊缝金属中碳、氮、镍、锰、钴、铬、钼、钨、钒元素的质量百分比。
实施例6:
一种测定P92焊缝金属Ac1相变点的方法,包括以下步骤:
1)分析自制焊条焊缝金属中碳、氮、镍、锰、钴、铬、钼、钨、钒等九种元素的质量百分比,其中,碳的质量百分比为0.11%,氮的质量百分比为0.050%,镍的质量百分比为0.60%,锰的质量百分比为0.78%,铬的质量百分比为9.0%,钼的质量百分比为0.53%,钨的质量百分比为1.5%,钒的质量百分比为0.19%;
2)将步骤1)中所得各元素的质量百分比带入如下公式:
y=847.06-129.77aC-140aN-74.92(aNi+aMn)-6.17aCo+2.3aCr+13.02aMo+10.84aW+59aV计算出P92焊缝金属的Ac1相变点y为777.46℃,其中,y为P92焊缝金属的Ac1相变点,单位为℃;xC、xN、xNi、xMn、xCo、xCr、xMo、xW、xV分别为P92焊缝金属中碳、氮、镍、锰、钴、铬、钼、钨、钒元素的质量百分比。
采用膨胀法测定实施例1~6中所述P92焊条焊缝金属的Ac1相变点,将实施例1~6中所测Ac1相变点和膨胀法所测Ac1相变点数值列于表1,结果表明,采用本发明方法和膨胀法所测定的Ac1相变点较为一致,误差绝对值小于6℃。
表1采用本发明方法与膨胀法所测定Ac1相变点的比较