T91 hoëdruk staalpyp kwaliteitversekering
T91-staal is 'n nuwe soort martensitiese hittebestande staal wat ontwikkel is deur die Amerikaanse nasionale olifantrif-laboratorium en Metallurgical Materials Laboratory van die Amerikaanse onderneming vir verbrandingsingenieurswese. Op die basis van 9Cr1MoV-staal verminder dit die koolstofinhoud, beperk die inhoud van swael en fosfor streng, en voeg 'n klein hoeveelheid vanadium en niobium by vir legering.
Die staalgraad van T91 naatlose staalpyp wat ooreenstem met T91-staal is x10crmovnnb91 in Duitsland, hcm95 in Japan en tuz10cdvnb0901 in Frankryk.
Elementinhoud
S ≤0,01
Si 0,20-0,50
Kr 8.00-9.50
Ma 0,85-1,05
V 0,18-0,25
Nb 0,06-0,10
N 0,03-0,07
Ni ≤0,40
Elke legeringselement in T91-staal speel die rol van vaste oplossingversterking, verspreidingsversterking en verbetering van die oksidasieweerstand en korrosiebestandheid van die staal. Die spesifieke ontleding is soos volg.
①Koolstof is die mees voor die hand liggende element van soliede oplossingversterking in staal. Met die toename in koolstofinhoud neem die korttermynsterkte van staal toe en neem die plastisiteit en taaiheid af. Vir martensitiese staal soos T91 sal die toename in koolstofinhoud die sferoïdisering en aggregasie van karbied versnel, die herverspreiding van legeringselemente versnel en die sweisbaarheid, korrosiebestandheid en oksidasieweerstand van staal verminder. Daarom wil hittebestande staal oor die algemeen die koolstofinhoud verminder, maar as die koolstofinhoud te laag is, sal die sterkte van die staal verminder word. In vergelyking met 12Cr1MoV-staal word die koolstofinhoud van T91-staal met 20% verminder, wat bepaal word deur die invloed van bogenoemde faktore omvattend in ag te neem.
②T91-staal bevat spoorstikstof, en die rol van stikstof word in twee aspekte weerspieël. Aan die een kant speel dit die rol van versterking van vaste oplossings. Die oplosbaarheid van stikstof in staal by kamertemperatuur is baie klein. In die proses van sweisverhitting en na-sweishittebehandeling sal VN vaste oplossing en presipitasieproses agtereenvolgens in die na-sweishitte-geaffekteerde sone van T91 Steel plaasvind: die austenitiese struktuur wat in die hitte-geaffekteerde sone gevorm word tydens sweisverhitting verhoog die stikstofinhoud a.g.v. die ontbinding van VN, en dan neem die graad van oorversadiging in die normale temperatuurstruktuur toe, In die daaropvolgende post-sweishittebehandeling is daar fyn VN-neerslag, wat die mikrostruktuurstabiliteit verhoog en die blywende sterkte van die hitte-geaffekteerde sone verbeter. Aan die ander kant bevat T91-staal ook 'n klein hoeveelheid A1. Stikstof kan A1N daarmee vorm. A1N word eers in die matriks opgelos wanneer dit bo 1100 ℃ is en presipiteer weer teen 'n laer temperatuur, wat 'n goeie dispersieversterkende effek kan speel.
③Die byvoeging van chroom is hoofsaaklik om die oksidasieweerstand en korrosiebestandheid van hittebestande staal te verbeter. Wanneer die chroominhoud minder as 5% is, begin dit hewig oksideer by 600 ℃, terwyl wanneer die chroominhoud tot 5% is, dit goeie oksidasieweerstand het. 12Cr1MoV staal het goeie oksidasie weerstand onder 580 ℃, en die korrosie diepte is 0.05 mm / A. by 600 ℃, die werkverrigting begin verswak, en die korrosie diepte is 0.13 mm / A. Die chroom inhoud van T91 kan verhoog word tot ongeveer 9% en die dienstemperatuur kan 650 ℃ bereik. Die hoofmaatreël is om meer chroom in die matriks op te los.
④Vanadium en niobium is sterk karbiedvormende elemente. Na toevoeging kan hulle fyn en stabiele legeringskarbiede met koolstof vorm, wat 'n sterk dispersieversterkende effek het.
⑤ Molibdeen word hoofsaaklik bygevoeg om die termiese sterkte van staal te verbeter en die rol van vaste oplossing te versterk.
Die finale hittebehandeling van T91 is normalisering + hoë temperatuurtempering. Die normaliseringstemperatuur is 1040 ℃, die houtyd is nie minder nie as 10 min, die tempertemperatuur is 730 ~ 780 ℃, en die houtyd is nie minder nie as 1 uur. Die mikrostruktuur na die finale hittebehandeling is getemperde martensiet.
Treksterkte van T91-staal by kamertemperatuur ≥ 585 MPa, vloeisterkte by kamertemperatuur ≥ 415 MPa, hardheid ≤ 250 Hb, verlenging (standaard sirkelvormige monster met 50 mm peilafstand) ≥ 20%, toelaatbare spanningswaarde [ ℃] = 6500 30 MPa.
Volgens die koolstofekwivalentformule wat deur die internasionale sweisvereniging aanbeveel word, is die koolstofekwivalent van T91
Daar kan gesien word dat T91 swak sweisbaarheid het.
T91-staal het 'n groot neiging tot koue krake en is onder sekere omstandighede geneig tot vertraagde krake. Daarom moet die sweislas binne 24 uur na sweiswerk getemper word. Die mikrostruktuur van T91 na sweiswerk is plaat- en strookmartensiet, wat na tempering in getemperde martensiet verander kan word, en sy eienskappe is beter as plaat- en strookmartensiet. Wanneer die tempering temperatuur laag is, is die tempering effek nie duidelik nie, en die sweismetaal is maklik om te verouder en bros; As die tempereertemperatuur te hoog is (wat AC1-lyn oorskry), kan die voeg weer geaustenitiseer word en weer verhard word in die daaropvolgende verkoelingsproses. Terselfdertyd, soos vroeër in hierdie vraestel genoem, moet die invloed van gewrigsversagtingslaag in ag geneem word by die bepaling van tempertemperatuur. Oor die algemeen is die tempereringstemperatuur van T91 730 ~ 780 ℃.
Die temperkonstante temperatuurtyd van T91 na sweiswerk moet nie minder as 1 uur wees nie, om die volledige transformasie van sy struktuur in getemperde martensiet te verseker.
Om die oorblywende spanning van T91-staalgesweislas te verminder, moet die verkoelingstempo minder as 5 ℃ / min beheer word. Die sweisproses van T91-staal kan in Figuur 3 getoon word.
Voorverhit 200 ~ 250 ℃; ② Sweiswerk, tussenlaagtemperatuur 200 ~ 300 ℃; ③ Verkoeling na sweiswerk, met die spoed van 80 ~ 100 ℃ / h; ④ 100 ~ 150 ℃ vir 1 uur; ⑤ Tempering by 730 ~ 780 ℃ vir 1 uur; ⑥ Verkoel teen 'n tempo nie meer as 5 ℃ / min.
T91 Steel maak staat op die beginsel van legering, veral die toevoeging van 'n klein hoeveelheid spoorelemente soos niobium en vanadium. Sy hoë temperatuursterkte en oksidasieweerstand is aansienlik verbeter in vergelyking met 12 cr1mov staal, maar sy sweiswerkverrigting is swak.
Die pentoets toon dat T91-staal 'n groot neiging tot koue kraak het. Die keuse van voorverhitting 200 ~ 250 ℃ en tussenlaagtemperatuur 200 ~ 300 ℃ kan koue kraak effektief voorkom.
T91 moet afgekoel word tot 100 ~ 150 ℃ vir 1 uur voor na-sweis hittebehandeling; Temperatuurtemperatuur 730 ~ 780 ℃, houtyd nie minder nie as 1 uur.
Bogenoemde sweisproses is toegepas op die vervaardiging en produksie praktyk van 200 MW en 300 MW ketels, met bevredigende resultate en groot ekonomiese voordele.
