T91 nagynyomású acélcső minőségbiztosítás
A T91 acél egy új típusú martenzites hőálló acél, amelyet az Amerikai Nemzeti Elefántgerinc Laboratórium és az Amerikai Tüzeléstechnikai vállalat Metallurgical Materials Laboratory fejlesztett ki. A 9Cr1MoV acél alapján csökkenti a széntartalmat, szigorúan korlátozza a kén- és foszfortartalmat, valamint kis mennyiségű vanádiumot és nióbiumot ad hozzá az ötvözéshez.
A T91 varrat nélküli acélcső acélminősége a T91 acélnak megfelelően x10crmovnnb91 Németországban, hcm95 Japánban és tuz10cdvnb0901 Franciaországban.
Elem tartalma
S ≤0,01
Si 0,20-0,50
Kr 8.00-9.50
H 0,85-1,05
V 0,18-0,25
Nb 0,06-0,10
N 0,03-0,07
Ni ≤0,40
A T91 Steel minden ötvözeteleme a szilárd oldat erősítését, a diszperziót erősíti, valamint javítja az acél oxidáció- és korrózióállóságát. A konkrét elemzés a következő.
①A szén az acél szilárd oldatos erősítésének legnyilvánvalóbb eleme. A széntartalom növekedésével az acél rövid távú szilárdsága nő, plaszticitása és szívóssága csökken. Az olyan martenzites acélok esetében, mint a T91, a széntartalom növekedése felgyorsítja a karbid szferoidizálódását és aggregációját, felgyorsítja az ötvözött elemek újraeloszlását, és csökkenti az acél hegeszthetőségét, korrózióállóságát és oxidációval szembeni ellenállását. Ezért a hőálló acél általában csökkenteni akarja a széntartalmat, azonban ha a széntartalom túl alacsony, az acél szilárdsága csökken. A 12Cr1MoV acélhoz képest a T91 acél széntartalma 20%-kal csökken, amit a fenti tényezők hatásának átfogó mérlegelése határoz meg.
②A T91 acél nyomokban nitrogént tartalmaz, és a nitrogén szerepe két szempontból is tükröződik. Egyrészt a szilárd oldaterősítő szerepét tölti be. A nitrogén oldhatósága acélban szobahőmérsékleten nagyon kicsi. A hegesztési melegítés és a hegesztés utáni hőkezelés során a VN szilárd oldat és a kicsapódás folyamata egymás után megy végbe a T91 Steel hegesztés utáni hőhatás zónájában: a hegesztési melegítés során a hőhatászónában kialakuló ausztenites szerkezet növeli a nitrogéntartalmat a VN oldódása, majd a normál hőmérsékletű szerkezetben a túltelítettség mértéke növekszik, Az ezt követő hegesztési hőkezelésben finom VN csapadék keletkezik, ami növeli a mikrostruktúra stabilitását és javítja a hőhatászóna tartós szilárdságát. Másrészt a T91 acél kis mennyiségű A1-et is tartalmaz. A nitrogén A1N-t képezhet vele. Az A1N csak akkor oldódik fel a mátrixban, ha az 1100 ℃ felett van, és alacsonyabb hőmérsékleten ismét kicsapódik, ami jó diszperzióerősítő hatást fejthet ki.
③A króm hozzáadása főként a hőálló acél oxidáció- és korrózióállóságának javítására szolgál. Ha a krómtartalom kevesebb, mint 5%, 600 ℃-on hevesen oxidálni kezd, míg ha a krómtartalom legfeljebb 5%, akkor jó az oxidációállósága. A 12Cr1MoV acél 580 ℃ alatt jó oxidációs ellenállással rendelkezik, a korróziós mélység pedig 0,05 mm/A. 600 ℃-on a teljesítmény romlani kezd, a korróziós mélység pedig 0,13 mm/A. A T91 krómtartalma kb. 9%, és az üzemi hőmérséklet elérheti a 650 ℃-ot. A fő intézkedés az, hogy több krómot oldjunk fel a mátrixban.
④A vanádium és a nióbium erős karbidképző elemek. Hozzáadás után finom és stabil ötvözött karbidokat képezhetnek a szénnel, aminek erős diszperzióerősítő hatása van.
⑤ A molibdént főként az acél hőszilárdságának javítása és a szilárd oldat megerősítése érdekében adják hozzá.
A T91 végső hőkezelése normalizálás + magas hőmérsékletű temperálás. A normalizáló hőmérséklet 1040 ℃, a tartási idő nem kevesebb, mint 10 perc, a temperálási hőmérséklet 730 ~ 780 ℃, és a tartási idő nem kevesebb, mint 1 óra. A mikroszerkezet a végső hőkezelés után temperált martenzit.
A T91 acél szakítószilárdsága szobahőmérsékleten ≥ 585 MPa, folyáshatár szobahőmérsékleten ≥ 415 MPa, keménység ≤ 250 Hb, nyúlás (standard kör alakú minta 50 mm-es távolsággal) ≥ 20%, megengedett feszültségérték [ σ] 650 ℃= 30 MPa.
A nemzetközi hegesztőtársaság által javasolt szén-egyenérték képlet szerint a T91 szén-egyenértéke az
Látható, hogy a T91 gyenge hegeszthetőségű.
A T91 acél hidegrepedésre hajlamos, és bizonyos körülmények között hajlamos késleltetett repedésre. Ezért a hegesztett kötést a hegesztést követő 24 órán belül meg kell temperálni. A T91 mikroszerkezete hegesztés után lemez- és szalagmartenzit, amely temperálás után temperált martenzitté változtatható, és tulajdonságai felülmúlják a lemezes és szalagmartenzit. Ha a temperálási hőmérséklet alacsony, a temperáló hatás nem nyilvánvaló, és a hegesztési fém könnyen öregszik és rideg; Ha a temperálási hőmérséklet túl magas (meghaladja az AC1 vonalat), a hézag ismét ausztenitessé válhat, és a következő hűtési folyamatban újra megkeményedhet. Ugyanakkor, amint a cikkben korábban említettük, a hézaglágyító réteg hatását figyelembe kell venni a temperálási hőmérséklet meghatározásakor. Általánosságban elmondható, hogy a T91 temperálási hőmérséklete 730 ~ 780 ℃.
A T91 hegesztési állandó hőmérsékleti ideje nem lehet kevesebb 1 óránál, hogy biztosítsa szerkezetének teljes átalakulását temperált martenzitté.
A T91 acél hegesztett kötés maradékfeszültségének csökkentése érdekében a hűtési sebességet 5 ℃ / perc alatt kell szabályozni. A T91 acél hegesztési folyamata a 3. ábrán látható.
Előmelegítés 200 ~ 250 ℃; ② Hegesztés, rétegközi hőmérséklet 200 ~ 300 ℃; ③ Hűtés hegesztés után, 80 ~ 100 ℃ / h sebességgel; ④ 100 ~ 150 ℃ 1 órán keresztül; ⑤ Temperálás 730 ~ 780 ℃-on 1 órán keresztül; ⑥ Hűtse 5 ℃/perc-nél nem nagyobb sebességgel.
A T91 Steel az ötvözés elvén támaszkodik, különösen kis mennyiségű nyomelemek, például nióbium és vanádium hozzáadásával. Magas hőmérsékleti szilárdsága és oxidációval szembeni ellenállása jelentősen javult a 12 cr1mov acélhoz képest, de a hegesztési teljesítménye gyenge.
A tűpróba azt mutatja, hogy a T91 acél hidegrepedésre hajlamos. Az előmelegítés 200 ~ 250 ℃ és a rétegközi hőmérséklet 200 ~ 300 ℃ kiválasztása hatékonyan megelőzheti a hideg repedést.
A T91-et 100 ~ 150 ℃-ra kell hűteni 1 órára a hegesztés utáni hőkezelés előtt; Edzési hőmérséklet 730 ~ 780 ℃, tartási idő nem kevesebb, mint 1 óra.
A fenti hegesztési eljárást 200 MW-os és 300 MW-os kazánok gyártási és gyártási gyakorlatában alkalmaztuk, kielégítő eredménnyel és nagy gazdasági haszonnal.
