T91 høytrykks stålrør kvalitetssikring
T91 stål er en ny type martensittisk varmebestandig stål utviklet av American National elephant ridge laboratory og Metallurgical Materials Laboratory fra amerikansk forbrenningsingeniørfirma. På grunnlag av 9Cr1MoV-stål reduserer det karboninnholdet, begrenser strengt innholdet av svovel og fosfor, og tilfører en liten mengde vanadium og niob for legering.
Stålkvaliteten til T91 sømløst stålrør som tilsvarer T91 stål er x10crmovnnb91 i Tyskland, hcm95 i Japan og tuz10cdvnb0901 i Frankrike.
Elementinnhold
S ≤0,01
Si 0,20-0,50
Cr 8.00-9.50
Mo 0,85-1,05
V 0,18-0,25
Nb 0,06-0,10
N 0,03-0,07
Ni ≤0,40
Hvert legeringselement i T91 Steel spiller rollen som solid løsning som styrker, dispersjonsstyrker og forbedrer oksidasjonsmotstanden og korrosjonsmotstanden til stålet. Den spesifikke analysen er som følger.
①Karbon er det mest åpenbare elementet i solid løsningsforsterkning i stål. Med økningen av karboninnholdet øker den kortsiktige styrken til stål og plastisiteten og seigheten reduseres. For martensittisk stål som T91 vil økningen av karboninnhold akselerere kuledannelsen og aggregeringen av karbid, akselerere omfordelingen av legeringselementer og redusere sveisbarheten, korrosjonsmotstanden og oksidasjonsmotstanden til stål. Derfor ønsker varmebestandig stål generelt å redusere karboninnholdet, men hvis karboninnholdet er for lavt, vil styrken til stålet reduseres. Sammenlignet med 12Cr1MoV-stål er karboninnholdet i T91-stål redusert med 20%, som bestemmes ved å vurdere påvirkningen av faktorene ovenfor.
②T91-stål inneholder spornitrogen, og nitrogens rolle gjenspeiles i to aspekter. På den ene siden spiller den rollen som solid løsningsstyrking. Løseligheten av nitrogen i stål ved romtemperatur er svært liten. I prosessen med sveiseoppvarming og ettersveis varmebehandling vil VN fast løsning og utfellingsprosess skje suksessivt i den ettersveise varmepåvirkede sonen til T91 Steel: den austenittiske strukturen som dannes i den varmepåvirkede sonen under sveiseoppvarming øker nitrogeninnholdet pga. oppløsningen av VN, og deretter øker graden av overmetning i den normale temperaturstrukturen. I den påfølgende ettersveisevarmebehandlingen er det fin VN-utfelling, som øker mikrostrukturstabiliteten og forbedrer den varige styrken til den varmepåvirkede sonen. På den annen side inneholder T91-stål også en liten mengde A1. Nitrogen kan danne A1N med det. A1N løses opp i matrisen bare når den er over 1100 ℃ og utfelles igjen ved lavere temperatur, noe som kan ha en god spredningsforsterkende effekt.
③Tilsetning av krom er hovedsakelig for å forbedre oksidasjonsmotstanden og korrosjonsmotstanden til varmebestandig stål. Når krominnholdet er mindre enn 5 %, begynner det å oksidere voldsomt ved 600 ℃, mens når krominnholdet er opptil 5 %, har det god oksidasjonsmotstand. 12Cr1MoV stål har god oksidasjonsmotstand under 580 ℃, og korrosjonsdybden er 0,05 mm / A. ved 600 ℃ begynner ytelsen å bli dårligere, og korrosjonsdybden er 0,13 mm / A. Krominnholdet i T91 kan økes til ca. 9% og driftstemperaturen kan nå 650 ℃. Hovedtiltaket er å løse opp mer krom i matrisen.
④Vanadium og niob er sterke karbiddannende elementer. Etter tilsetning kan de danne fine og stabile legeringskarbider med karbon, som har en sterk spredningsforsterkende effekt.
⑤ Molybden tilsettes hovedsakelig for å forbedre den termiske styrken til stål og spille rollen som styrking av fast løsning.
Den endelige varmebehandlingen av T91 er normalisering + høytemperaturtempering. Normaliseringstemperaturen er 1040 ℃, holdetiden er ikke mindre enn 10 minutter, tempereringstemperaturen er 730 ~ 780 ℃, og holdetiden er ikke mindre enn 1 time. Mikrostrukturen etter den siste varmebehandlingen er temperert martensitt.
Strekkfasthet av T91-stål ved romtemperatur ≥ 585 MPa, flytegrense ved romtemperatur ≥ 415 MPa, hardhet ≤ 250 Hb, forlengelse (standard sirkulær prøve med 50 mm målavstand) ≥ 20 %, tillatt spenningsverdi [ ℃] = 6500 30 MPa.
I henhold til karbonekvivalentformelen anbefalt av det internasjonale sveisesamfunnet, er karbonekvivalenten til T91
Det kan sees at T91 har dårlig sveisbarhet.
T91 stål har en stor tendens til kaldsprekk og er utsatt for forsinket sprekk under visse forhold. Derfor må sveiseskjøten herdes innen 24 timer etter sveising. Mikrostrukturen til T91 etter sveising er plate- og strimmelmartensitt, som kan endres til temperert martensitt etter herding, og dens egenskaper er overlegne plate- og strimmelmartensitt. Når tempereringstemperaturen er lav, er tempereringseffekten ikke åpenbar, og sveisemetallet er lett å eldes og sprø; Hvis tempereringstemperaturen er for høy (over AC1-linjen), kan skjøten bli austenitisert igjen og herdet igjen i den påfølgende kjøleprosessen. Samtidig, som nevnt tidligere i denne artikkelen, bør påvirkningen av fugemykningslag vurderes ved bestemmelse av tempereringstemperatur. Generelt sett er tempereringstemperaturen til T91 730 ~ 780 ℃.
Tempereringskonstanttemperaturtiden for T91 etter sveising skal ikke være mindre enn 1 time, for å sikre fullstendig transformasjon av strukturen til herdet martensitt.
For å redusere restspenningen til T91 stålsveiset skjøt, må kjølehastigheten kontrolleres mindre enn 5 ℃ / min. Sveiseprosessen til T91 stål kan vises i figur 3.
Forvarm 200 ~ 250 ℃; ② Sveising, mellomlagstemperatur 200 ~ 300 ℃; ③ Avkjøling etter sveising, med en hastighet på 80 ~ 100 ℃ / t; ④ 100 ~ 150 ℃ i 1 time; ⑤ Tempering ved 730 ~ 780 ℃ i 1 time; ⑥ Avkjøl med en hastighet som ikke er høyere enn 5 ℃ / min.
T91 Steel er avhengig av prinsippet om legering, spesielt tilsetning av en liten mengde sporstoffer som niob og vanadium. Dens høye temperaturstyrke og oksidasjonsmotstand er sterkt forbedret sammenlignet med 12 cr1mov stål, men sveiseytelsen er dårlig.
Pinnetesten viser at T91 stål har stor tendens til kaldsprekk. Velge forvarming 200 ~ 250 ℃ og mellomlagstemperatur 200 ~ 300 ℃ kan effektivt forhindre kald sprekk.
T91 må avkjøles til 100 ~ 150 ℃ i 1 time før varmebehandling etter sveising; Tempereringstemperatur 730 ~ 780 ℃, holdetid ikke mindre enn 1 time.
Ovennevnte sveiseprosess har blitt brukt på produksjon og produksjon av 200 MW og 300 MW kjeler, med tilfredsstillende resultater og store økonomiske fordeler.
