(3)最终焊后热处理其目的在于改善焊缝金属和热影响区的组织以获得最好的性能，对于标准的CrMo钢，温度为690℃；对于加V的CrMo钢，温度为700～710℃。
CrMo钢自行车车架
CrMo钢在制造过程中受热处理的影响，力学性能变化很大。通常厚壁加氢反应器的制造厂对标准的2.25crMo钢很熟悉，但是对加2.25CrMo0.25V钢的了解不是很多。撰写本文将有助于了解两种材料的不同。 二、试验步骤 在压力容器制造中广泛使用的是单丝埋弧焊，并对经不同热处理后的焊缝金属进行扩散氢含量测试，以及力学性能(硬度、拉伸、冲击)试验。 1．2.25CrM00.25V钢焊缝金属中扩散氢含量的确定 最初根据AWS 4.3—95，采用直流和交流焊接，对焊缝扩散氢含量进行测试。AWS 4.3—95要求焊接一定尺寸形状的焊缝，随后快速在低温下冷却(从熄弧到试件浸入冰水中的时间间隔最大为3s，之后在酒精和丙酮的干冰过饱和溶液中冷却)，最后试件的中部放入Yanko(cell)中，在经过150℃下12h的脱气处理，可以得到扩散氢含量。 实际的焊接操作与测试操作的条件有着显著的不同： (1)实际焊缝中，不同的焊道受到后续焊道的加热，有利于焊缝金属中氢的逸出(除了最后一道焊缝)。 (2)实际的焊缝在焊后会立即进行DHT或ISR处理，这样在冷却至室温之前有较长的时间使氢从接头逸出。 因此，除了标准的AWS测试，本文还使用交流焊接(根据标准试验，这一方式焊接通常具有最高的扩散氢含量)，并评价多道焊缝的扩散氢含量。 焊接条件：板厚200mm和40mm；焊丝直径4mm；单丝交流埋弧焊；热输入量为1.8/2.0kJ/cm；预热/层间温度200/250℃；焊丝/焊剂组合为AL CROMO S 225V/AL CROM0 F 537。 焊接完毕，焊接试板200mm厚，水冷至室温，随后用液态CO2冷却至-30℃，以在焊缝金属中保留最高含量的氢。 试验中对于200mm厚的试板，试样取自试板的上部和底部，以保证在加工过程中试样的温度尽可能低；对于40mm厚的试板，采用过渡层对接焊后，焊接试板加热至350℃和620℃并保温4h，空冷至室温以模拟实际焊缝的热循环。 采用冷加工取样，在放入Yanako cell之前在液氮冷却至-196℃。40mm厚试板的典型宏观金相如图1所示，表1给出了扩散氢含量测试的试验条件。
2．力学性能测试
对于40mm的试饭，拉伸和冲击试样取自试板的中部，试板类型与扩散氢试板的接头类型相似。为评价不同ISR热处理温度对接头性能的影响，在ISR热处理温度下进行高温拉伸试验，试验温度为620℃、650℃、680℃，保温时间4h。
为总结力学性能测试结果，将拉伸和冲击试验结果与Larson Miller指数(LMP)在一起绘图。
表2给出了所进行的热处理以及相应的力学性能试验种类。
三、结果与讨论
1．扩散氢
在不同试验条件下的扩散氢含量试验结果见图2。
根据AWS的标准试验结果表明，采用交流焊接的焊缝扩散氢含量比直流焊接的量要大。使用交流焊接比直流焊接氢的过渡要大。但是在标准或加V的2.25CrMo钢的焊接生产中通常使用交流焊接，因为在焊缝金属中的氧含量比直流焊接要低，因此冲击韧度更好。
在多道焊缝中，扩散氢含量相当低：对于200mm厚的接头，焊后快冷，在试板上部获得最高的扩散氢含量为1 mL/100g，在试板底部的扩散氢含量为0.08mL/100g。在实际生成中不会有这么快的冷却速度。
采用DHT和ISR热处理非常有效，两者都将扩散氢含量降低至可以忽略的水平(分别是0.02mL/100g和0.008mL/100g)。
2．生产过程中的力学性能
(1)室温抗拉强度 2.25CrMo与2.25CrMo0.25V钢焊缝金属的室温抗拉强度与LMP的关系见图3。
正如预想的一样，加V钢的强度总是比不加V钢的强度高。住DHT和PWHT之后，强度相差约100MPa，在进行620℃/4h的ISR之后，强度相差可达250MPa。事实上，与不加V钢相反，对加钒的材料进行620℃的消应力处理之后，导致抗拉强度的提高可能是由于氮化钒的析出所致。
(2)焊缝金属的高温抗拉强度 进行不同温度下ISR热处理的高温拉伸试蛤，可以从屈服强度的变化来估计应力消除的效果，试验结果见表3。从表3可看出，2.25CrMo材料的消应力处理温度(620/650℃)对加V钢材料来说，温度太低，必须加以提高，以获得显著的消除应力效果，经680℃消应力处理的屈服强度比650℃消应力，处理低35％，比经620℃消应力处理低43％。
(3)冲击试验 加V与不加V钢经不同热处理之后的转变曲线见图4。
经DHT处理，加V与不加V钢焊缝金属的冲击韧度转变曲线有着显著的不同。在室温，2.25CrMo钢焊缝金属的冲击韧度是40J，2.25CrMo0.25V钢焊缝金属的冲击值是19J。加钒钢的韧—脆转变温度大约要高40℃。
经ISR处理后的试验结果则受到ISR处理温度的影响。与标准的CrMo钢焊缝金属行为相反，在620℃下进行ISR处理降低冲击韧度：与在650℃下进行ISR处理相比韧—脆转变温度升高40℃，并且与DHT相比，韧—脆转变曲线并没有显著的改善。对于2.25CrMo0.25V焊缝金属需要在680℃下进行ISR处理，在室温的冲击韧度才与标准的CrMo钢经620℃ISR处理的冲击韧度相似。
实际上，这一行为是与ISR对拉伸强度的影响规律是一致的(见图3)，是由于回火所导致的基体软化与氮化钒析出强化效果的累加所致。
(4)硬度(HV10)试验对于加V钢，经620℃和650℃处理没有观察到焊缝金属的显著软化，试验结果见图5。
如果将两种钢进行比较，2.25CrMo钢经620℃×4h处理的硬度与2.25CrMo0.25V钢经680℃×4h处理的硬度相同。
(5)经最终热处理和步冷处理后的力学性能 表4和图6允许比较两种材料经最终热处理(分别是690℃×8h和705℃×8h)后拉伸、硬度和冲击韧度。图6还给出了经步冷处理后的冲击韧度值。
显然，经过最终热处理，标准的CrMo钢的韧性要好于加V钢，虽然前者的焊后热处理的温度要比后者低。两种材料都可以满足现今设计规范的要求。
步冷处理仅对韧一脆转变曲线有较小的影响，两种材料都可以满足更严格的技术规范要求。
Tr54PWHT＋3X(Tr54PWHT＋SC－Tr54PWHT)<+10℃
这一结果是与焊缝金属的纯净度紧密相关的，焊缝金属中的P、Sn、Sb和As的含量很低，以满足对X系数的要求。
四、结论
(1)经ISR和DHT热处理后焊接接头的扩散氢含量可以忽略不计。
(2)对2.25CrMo0.25V在680℃进行4h ISR处理，可以获得在室温下与2.25CrMo钢经ISR处理后类似的冲击韧度值。此外，这一温度对于加V钢是必须的，以获得显著的应力消除效果。由于温度高，必须考虑材料的整体LMP，所以不能降低材料的力学性能。实际上，这一热处理相当于在705℃进行1.2h的焊后热处理，而且这一热处理仅适用于拘束度大的接头形式，如喷管与简体的接头。
(3)在ISR或DHT处理之后，加V钢的抗拉强度要高于不加V的材料，但是经过最小焊后热处理，可以获得很高的冲击韧度和蠕变抗力，满足ASME规范的要求。
(4)由于极低的杂质含量(P、As、Sn、Sb)，加V钢焊材经最小焊后热处理和步冷处理后显示了高的回火脆性抗力。
