一、10CrNi3MoV是潜艇耐压壳体用结构钢板。10CrNi3MoV钢作为主船体用钢,具有较高的强度、良好的韧性和耐海水腐蚀能力,其不足主要表现在焊接后热影响区存在软化、脆化和冷裂纹倾向。目前,10CrNi3MoV钢在实际生产中,以埋弧自动焊和焊条电弧焊为主,辅以少量气体保护焊方法。
二、10CrNi3MoV钢板为低碳调质钢,通过调质热处理获得强化。影响冷裂纹和热影响区脆化产生的关键因素是10CrNi3MoV钢焊接时冷却速度的控制,冷却速度主要受到预热及焊件散热条件的影响。10CrNi3MoV钢焊接前需预热,预热温度80——120,且不宜采用过大热输入,通常采用多层多道焊。层间温度不大于150,对于后道焊道而言,层间温度相当于预热温度,对上一道而言相当于后热温度。层间温度控制过高,使得接头抗拉强度降低,产生软化。
10CrNi3MoV钢采用双面双弧焊接,坡口型式和接头装配精度是主要工艺影响因素,通过多次试焊和坡口改进优化,最终确定双面对称的X型坡口,见图1。同时,根据不同焊接位置留出足够坡口根部间隙,消除焊缝横向收缩余量过大对根部焊道成形的影响。
三、10CrNi3MoV钢板执行标准:GJB1663A-2005(K)
四、10CrNi3MoV钢板化学成份: 碳 C:0.07~0.14 硅 Si:0.17~0.37 锰 Mn:0.30~0.60 硫 S :≤0.015 磷 P :≤0.020 镍Ni:2.60~3.00 铬 Cr:0.90~1.20 钼 Mo:0.20~0.27 钒 V :0.04~0.10
牌号 | 代号 | 化学成分,% | ||||
C | Si | Mn | S | P | ||
不大于 | ||||||
10CrNi3MoV | 921A | 0.07~0.14 | 0.17~0.37 | 0.30~0.60 | 0.015 | 0.020 |
10CrNi3MoCu | 922A | 0.07~0.14 | 0.17~0.37 | 0.30~0.70 | 0.015 | 0.020 |
10CrNi2MoCu | 923A | 0.07~0.14 | 0.17~0.37 | 0.30~0.70 | 0.015 | 0.020 |
牌号 | 代号 | 化学成分,% | ||||
Ni | Cr | Mo | V | Cu | ||
10CrNi3MoV | 921A | 2.60~3.00 | 0.90~1.20 | 0.20~0.27 | 0.04~0.10 | ~ |
10CrNi3MoCu | 922A | 2.20~2.50 | 1.20~1.60 | 0.20~1.27 | ~ | 0.80~1.10 |
10CrNi2MoCu | 923A | 2.00~2.30 | 0.70~1.00 | 0.17~0.25 | ~ | 0.80~1.10 |
注:硫磷含量的总和应不大于0.030%。
当采用电炉加炉外精炼方法冶炼时,硫含量应不大于0.010%。
五、10CrNi3MoV力学性能: 屈服强度 σs (MPa):590~745 断后伸长率 δ5 (%):≥16 断面收缩率 ψ(%):≥50 冲击吸收攻 αk (J/cm2):≥80 纤维断面率Fa%:≥100
牌号 | 代号 | 公称厚度mm | 拉伸性能 | |
屈服点σs(MPa) | 抗拉强度σb(MPa) | |||
10CrNi3MoV | 921A | 10~35 | 590~745 | 记录 |
10CrNi3MoCu | 922A | 36~70 | 510~665 | 记录 |
10CrNi2MoCu | 923A | 5~9 | 510~685 | 记录 |
牌号 | 代号 | 拉伸性能 | 冲击性能 | |||
断后伸长率σs % | 断面收缩率ψ % | 试验温度C | 冲击吸收功Akv J | 纤维断面率Fa % | ||
不小于 | 不小于 | |||||
10CrNi3MoV | 921A | 16 | 50 | -20 | 80 | 100 |
10CrNi3MoCu | 922A | 16 | 50 | -20 | 80 | 100 |
10CrNi2MoCu | 923A | 16 | - | -20 | 记录 | 记录 |
六、10CrNi3MoV属于高强度船体钢,我国多采用模铸方法生产此钢种。从理论上分析,适当降低碳当量可以改善钢板的焊接性。但考虑到采用转炉----连铸工艺生产并将碳当量控制在较低水平后,虽然成分不能满足其要求,但是冶炼、轧制、热处理工艺却要发生变化。