15MnNiCrMoV焊接消应

离心式压缩机叶轮15MnNiCrMoV在服役一段时间后出现裂纹， 而导致15MnNiCrMoV叶轮出现裂纹的主要原因是焊接残余应力过大。

叶轮主要是由轮盖、 轴盘和叶片3 部分组成， 这 3 部分是以焊接的方式连接在一起的。而焊接是一个不均匀加热的过程， 在焊接过程中， 焊缝和近缝区的金属因快速加热而膨胀， 但是其膨胀又受到周围未加热金属的牵制而产生塑性压缩应变， 因此导致焊接结束后工件中产生了 残余应力。

焊接残余应力对结构的完整性有多方面的影响， 而且高强度拉伸的残余应力可导致工件的腐蚀、 疲劳和断裂失效 。

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在焊后热处理过程中， 随着保温温度的升高， 残余应力的松弛率提高， 然而过高的热处理温度不仅在实际操作中不好控制， 而且容易使材料的性能变坏， 所以热处理温度的合理选择对于消除焊接残余应力和保证材料的性能而言都是至关重要的。

［1］ ，因此必须采取有效的措施来消除和减少焊接残余应力， 焊后热处理是消 除焊接残余应力 常 用 的一种方法

［2］ 在热处理过程中， 工件内部残余应力会因应力松弛而释放。

1） 15MnNiCrMoV叶 轮 在 焊 接 完 成 后 最 大 等 效 应 力 达 到 了996 MPa， 但是， 叶轮整体的残余应力不大， 残余应力主要集中在进风口焊缝处。

2） 分别经过650、700 和 750 ℃保温5 h 的焊后消应力热处理后，叶轮整体和焊缝的残余应力均有所降低。

3） 叶轮在经过 650 ℃ × 5 h 的热处理后， 整体残余应力降低了 49． 3% ； 经过 700 ℃ × 5 h 热处理后， 残余应力降低了 54． 5% ； 而经过 750 ℃ × 5 h 热处理后，叶轮残余应力的降幅最大， 达 62． 7% 。 750 ℃ 是叶轮焊后热处理时消除焊接残余应力较为理想的温度。