T91 jaminan kualiti paip keluli tekanan tinggi
Keluli T91 ialah jenis keluli tahan haba martensit baharu yang dibangunkan oleh makmal rabung gajah Kebangsaan Amerika dan Makmal Bahan Metalurgi syarikat kejuruteraan pembakaran Amerika. Berdasarkan keluli 9Cr1MoV, ia mengurangkan kandungan karbon, mengehadkan kandungan sulfur dan fosforus dengan ketat, dan menambah sedikit vanadium dan niobium untuk mengaloi.
Gred keluli bagi paip keluli lancar T91 sepadan dengan keluli T91 ialah x10crmovnnb91 di Jerman, hcm95 di Jepun dan tuz10cdvnb0901 di Perancis.
Kandungan unsur
S ≤0.01
Si 0.20-0.50
Kr 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
Setiap elemen aloi dalam Keluli T91 memainkan peranan pengukuhan larutan pepejal, pengukuhan serakan dan meningkatkan rintangan pengoksidaan dan rintangan kakisan keluli. Analisis khusus adalah seperti berikut.
①Karbon adalah unsur yang paling jelas pengukuhan larutan pepejal dalam keluli. Dengan peningkatan kandungan karbon, kekuatan jangka pendek keluli meningkat dan keplastikan dan keliatan berkurangan. Bagi keluli martensit seperti T91, peningkatan kandungan karbon akan mempercepatkan sferoidisasi dan pengagregatan karbida, mempercepatkan pengagihan semula unsur aloi dan mengurangkan kebolehkimpalan, rintangan kakisan dan rintangan pengoksidaan keluli. Oleh itu, keluli tahan haba secara amnya ingin mengurangkan kandungan karbon, Walau bagaimanapun, jika kandungan karbon terlalu rendah, kekuatan keluli akan berkurangan. Berbanding dengan keluli 12Cr1MoV, kandungan karbon keluli T91 dikurangkan sebanyak 20%, yang ditentukan dengan mempertimbangkan secara menyeluruh pengaruh faktor di atas.
②Keluli T91 mengandungi nitrogen surih, dan peranan nitrogen dicerminkan dalam dua aspek. Di satu pihak, ia memainkan peranan pengukuhan penyelesaian pepejal. Keterlarutan nitrogen dalam keluli pada suhu bilik adalah sangat kecil. Dalam proses pemanasan kimpalan dan rawatan haba pasca kimpalan, larutan pepejal VN dan proses pemendakan akan berlaku berturut-turut di zon terjejas haba kimpalan pasca T91 Steel: struktur austenit yang terbentuk dalam zon terjejas haba semasa pemanasan kimpalan meningkatkan kandungan nitrogen kerana pembubaran VN, dan kemudian tahap supersaturasi dalam struktur suhu biasa meningkat, Dalam rawatan haba pasca kimpalan berikutnya, terdapat pemendakan VN halus, yang meningkatkan kestabilan struktur mikro dan meningkatkan kekuatan berkekalan zon terjejas haba. Sebaliknya, keluli T91 juga mengandungi sejumlah kecil A1. Nitrogen boleh membentuk A1N dengannya. A1N dilarutkan ke dalam matriks hanya apabila ia melebihi 1100 ℃ dan mendakan semula pada suhu yang lebih rendah, yang boleh memainkan kesan pengukuhan serakan yang baik.
③Menambah kromium adalah terutamanya untuk meningkatkan rintangan pengoksidaan dan rintangan kakisan keluli tahan haba. Apabila kandungan kromium kurang daripada 5%, ia mula mengoksida dengan kuat pada 600 ℃, manakala apabila kandungan kromium sehingga 5%, ia mempunyai rintangan pengoksidaan yang baik. Keluli 12Cr1MoV mempunyai rintangan pengoksidaan yang baik di bawah 580 ℃, dan kedalaman kakisan ialah 0.05 mm / A. pada 600 ℃, prestasi mula merosot, dan kedalaman kakisan ialah 0.13 mm / A. Kandungan kromium T91 boleh ditingkatkan kepada kira-kira 9% dan suhu perkhidmatan boleh mencapai 650 ℃. Langkah utama adalah untuk melarutkan lebih banyak kromium dalam matriks.
④Vanadium dan niobium adalah unsur pembentuk karbida yang kuat. Selepas tambahan, mereka boleh membentuk karbida aloi yang halus dan stabil dengan karbon, yang mempunyai kesan pengukuhan serakan yang kuat.
⑤ Molibdenum terutamanya ditambah untuk meningkatkan kekuatan haba keluli dan memainkan peranan pengukuhan penyelesaian pepejal.
Rawatan haba akhir T91 adalah menormalkan + pembajaan suhu tinggi. Suhu normalisasi ialah 1040 ℃, masa penahanan tidak kurang daripada 10 minit, suhu pembajaan ialah 730 ~ 780 ℃, dan masa penahanan tidak kurang daripada 1 jam. Struktur mikro selepas rawatan haba terakhir adalah martensit terbaja.
Kekuatan tegangan keluli T91 pada suhu bilik ≥ 585 MPa, kekuatan hasil pada suhu bilik ≥ 415 MPa, kekerasan ≤ 250 Hb, pemanjangan (sampel bulat standard dengan jarak tolok 50 mm) ≥ 20%, nilai tegasan dibenarkan [ σ] 650 ℃ 30 MPa.
Menurut formula setara karbon yang disyorkan oleh masyarakat kimpalan antarabangsa, setara karbon T91 ialah
Ia boleh dilihat bahawa T91 mempunyai kebolehkimpalan yang lemah.
Keluli T91 mempunyai kecenderungan retak sejuk yang besar dan terdedah kepada retak tertunda dalam keadaan tertentu. Oleh itu, sambungan yang dikimpal mesti dibaja dalam masa 24 jam selepas kimpalan. Struktur mikro T91 selepas kimpalan ialah martensit plat dan jalur, yang boleh ditukar menjadi martensit terbaja selepas pembajaan, dan sifatnya lebih unggul daripada martensit plat dan jalur. Apabila suhu pembajaan rendah, kesan pembajaan tidak jelas, dan logam kimpalan mudah untuk usia dan embrittlement; Jika suhu pembajaan terlalu tinggi (melebihi garisan AC1), sambungan boleh diaustenitkan semula dan dikeraskan semula dalam proses penyejukan berikutnya. Pada masa yang sama, seperti yang dinyatakan sebelum ini dalam kertas ini, pengaruh lapisan pelunakan sendi harus dipertimbangkan dalam penentuan suhu pembajaan. Secara umumnya, suhu pembajaan T91 ialah 730 ~ 780 ℃.
Masa suhu malar pembajaan T91 selepas kimpalan hendaklah tidak kurang daripada 1 jam, untuk memastikan transformasi lengkap strukturnya menjadi martensit terbaja.
Untuk mengurangkan tekanan baki sambungan kimpalan keluli T91, kadar penyejukan mesti dikawal kurang daripada 5 ℃ / min. Proses kimpalan keluli T91 boleh ditunjukkan dalam Rajah 3.
Panaskan 200 ~ 250 ℃; ② Kimpalan, suhu interlayer 200 ~ 300 ℃; ③ Penyejukan selepas kimpalan, dengan kelajuan 80 ~ 100 ℃ / j; ④ 100 ~ 150 ℃ selama 1 jam; ⑤ Pembajaan pada 730 ~ 780 ℃ selama 1 jam; ⑥ Sejukkan pada kadar tidak melebihi 5 ℃ / min.
Keluli T91 bergantung pada prinsip pengaloian, terutamanya menambah sedikit unsur surih seperti niobium dan vanadium. Kekuatan suhu tinggi dan rintangan pengoksidaan bertambah baik berbanding dengan keluli 12 cr1mov, tetapi prestasi kimpalannya adalah lemah.
Ujian pin menunjukkan bahawa keluli T91 mempunyai kecenderungan retak sejuk yang besar. Memilih prapemanasan 200 ~ 250 ℃ dan suhu interlayer 200 ~ 300 ℃ dengan berkesan boleh menghalang keretakan sejuk.
T91 mesti disejukkan kepada 100 ~ 150 ℃ selama 1 jam sebelum rawatan haba selepas kimpalan; Suhu pembajaan 730 ~ 780 ℃, masa penahanan tidak kurang daripada 1 jam.
Proses kimpalan di atas telah digunakan pada amalan pembuatan dan pengeluaran dandang 200 MW dan 300 MW, dengan hasil yang memuaskan dan faedah ekonomi yang besar.
