Sicrwydd ansawdd pibell ddur pwysedd uchel T91
Mae dur T91 yn fath newydd o ddur sy'n gwrthsefyll gwres martensitig a ddatblygwyd gan labordy crib eliffant Cenedlaethol America a Labordy Deunyddiau Metelegol cwmni peirianneg hylosgi Americanaidd. Ar sail dur 9Cr1MoV, mae'n lleihau'r cynnwys carbon, yn cyfyngu'n gaeth ar gynnwys sylffwr a ffosfforws, ac yn ychwanegu ychydig bach o vanadium a niobium ar gyfer aloi.
Gradd dur pibell ddur ddi-dor T91 sy'n cyfateb i ddur T91 yw x10crmovnnb91 yn yr Almaen, hcm95 yn Japan a tuz10cdvnb0901 yn Ffrainc.
Cynnwys elfen
S ≤0.01
Si 0.20-0.50
Cr 8.00-9.50
Mo 0.85-1.05
V 0.18-0.25
DS 0.06-0.10
N 0.03-0.07
Ni ≤0.40
Mae pob elfen aloi yn T91 Steel yn chwarae rôl cryfhau toddiant solet, cryfhau gwasgariad a gwella ymwrthedd ocsideiddio a gwrthiant cyrydiad y dur. Mae'r dadansoddiad penodol fel a ganlyn.
①Carbon yw'r elfen amlycaf o gryfhau toddiant solet mewn dur. Gyda'r cynnydd mewn cynnwys carbon, mae cryfder tymor byr dur yn cynyddu ac mae'r plastigrwydd a'r caledwch yn lleihau. Ar gyfer dur martensitig fel T91, bydd y cynnydd mewn cynnwys carbon yn cyflymu spheroidization ac agregu carbid, yn cyflymu ailddosbarthu elfennau aloi ac yn lleihau weldadwyedd, ymwrthedd cyrydiad ac ymwrthedd ocsideiddio dur. Felly, mae dur sy'n gwrthsefyll gwres yn gyffredinol eisiau lleihau'r cynnwys carbon. Fodd bynnag, os yw'r cynnwys carbon yn rhy isel, bydd cryfder y dur yn cael ei leihau. O'i gymharu â dur 12Cr1MoV, mae cynnwys carbon dur T91 yn cael ei leihau 20%, sy'n cael ei bennu trwy ystyried dylanwad y ffactorau uchod yn gynhwysfawr.
②Mae dur T91 yn cynnwys nitrogen hybrin, ac mae rôl nitrogen yn cael ei adlewyrchu mewn dwy agwedd. Ar y naill law, mae'n chwarae rôl cryfhau datrysiad solet. Mae hydoddedd nitrogen mewn dur ar dymheredd ystafell yn fach iawn. Yn y broses o wresogi weldio a thriniaeth wres ôl-weldio, bydd datrysiad solid VN a phroses dyodiad yn digwydd yn olynol yn y parth ôl-weldio o T91 Steel: mae'r strwythur austenitig a ffurfiwyd yn y parth gwres yr effeithir arno yn ystod gwresogi weldio yn cynyddu'r cynnwys nitrogen oherwydd mae diddymiad VN, ac yna graddfa'r ofergoeledd yn y strwythur tymheredd arferol yn cynyddu. Yn y driniaeth wres ôl-weldio ddilynol, mae dyodiad VN mân, sy'n cynyddu sefydlogrwydd microstrwythur ac yn gwella cryfder parhaol y parth gwres yr effeithir arno. Ar y llaw arall, mae dur T91 hefyd yn cynnwys ychydig bach o A1. Gall nitrogen ffurfio A1N gydag ef. Mae A1N yn cael ei doddi i'r matrics dim ond pan fydd yn uwch na 1100 ℃ ac yn gwaddodi eto ar dymheredd is, a all chwarae effaith gryfhau gwasgariad da.
③Mae ychwanegu cromiwm yn bennaf er mwyn gwella ymwrthedd ocsideiddio a gwrthiant cyrydiad dur sy'n gwrthsefyll gwres. Pan fo cynnwys y cromiwm yn llai na 5%, mae'n dechrau ocsideiddio'n dreisgar ar 600 ℃, ond pan fydd y cynnwys cromiwm hyd at 5%, mae ganddo wrthwynebiad ocsideiddio da. Mae gan ddur 12Cr1MoV wrthwynebiad ocsideiddio da o dan 580 ℃, ac mae'r dyfnder cyrydiad yn 0.05 mm / A. ar 600 ℃, mae'r perfformiad yn dechrau dirywio, a dyfnder y cyrydiad yw 0.13 mm / A. Gellir cynyddu cynnwys cromiwm T91 i tua Gall 9% a thymheredd y gwasanaeth gyrraedd 650 ℃. Y prif fesur yw hydoddi mwy o gromiwm yn y matrics.
④Mae vanadium a niobium yn elfennau cryf sy'n ffurfio carbid. Ar ôl ychwanegu, gallant ffurfio carbidau aloi mân a sefydlog â charbon, sy'n cael effaith gryfhau gwasgariad cryf.
⑤ Ychwanegir molybdenwm yn bennaf i wella cryfder thermol dur a chwarae rôl cryfhau toddiant solet.
Mae triniaeth wres olaf T91 yn normaleiddio + tymheru tymheredd uchel. Y tymheredd normaleiddio yw 1040 ℃, nid yw'r amser dal yn llai na 10 munud, y tymheredd tymheru yw 730 ~ 780 ℃, ac nid yw'r amser dal yn llai nag 1 h. Mae'r microstrwythur ar ôl y driniaeth wres derfynol yn martensite tymherus.
Cryfder tynnol dur T91 ar dymheredd ystafell ≥ 585 MPa, cryfder cynnyrch ar dymheredd ystafell ≥ 415 MPa, caledwch ≤ 250 Hb, elongation (sampl gylchol safonol gyda phellter mesur 50 mm) ≥ 20%, gwerth straen a ganiateir [σ] 650 ℃ = 30 MPa.
Yn ôl y fformiwla gyfwerth carbon a argymhellir gan y gymdeithas weldio ryngwladol, yr hyn sy'n cyfateb i garbon T91 yw
Gellir gweld bod weldio gwael ar T91.
Mae gan ddur T91 dueddiad mawr o grac oer ac mae'n dueddol o ohirio crac o dan rai amodau. Felly, rhaid i'r cymal wedi'i weldio gael ei dymheru o fewn 24 awr ar ôl weldio. Mae microstrwythur T91 ar ôl weldio yn martensite plât a stribed, y gellir ei newid yn martensite tymherus ar ôl tymheru, ac mae ei briodweddau yn well na martensite plât a stribed. Pan fydd y tymheredd tymheru yn isel, nid yw'r effaith dymheru yn amlwg, ac mae'r metel weldio yn hawdd ei heneiddio a'i frodio; Os yw'r tymheredd tymheru yn rhy uchel (yn fwy na llinell AC1), gellir cymell y cymal eto a'i galedu eto yn y broses oeri ddilynol. Ar yr un pryd, fel y soniwyd yn gynharach yn y papur hwn, dylid ystyried dylanwad haen feddalu ar y cyd wrth bennu tymheredd tymheru. A siarad yn gyffredinol, tymheredd tymheru T91 yw 730 ~ 780 ℃.
Ni fydd yr amser tymheredd cyson tymherus o T91 ar ôl weldio yn llai nag 1 h, er mwyn sicrhau bod ei strwythur yn cael ei drawsnewid yn llwyr i martensite tymherus.
Er mwyn lleihau straen gweddilliol cymal wedi'i weldio â dur T91, rhaid rheoli'r gyfradd oeri llai na 5 ℃ / min. Gellir dangos y broses weldio o ddur T91 yn Ffigur 3.
Cynheswch 200 ~ 250 ℃; ② Weldio, tymheredd interlayer 200 ~ 300 ℃; ③ Oeri ar ôl weldio, gyda'r cyflymder o 80 ~ 100 ℃ / h; ④ 100 ~ 150 ℃ am 1 h; ⑤ Tymheru am 730 ~ 780 ℃ am 1 h; ⑥ Oeri ar gyfradd nad yw'n fwy na 5 ℃ / min.
Mae T91 Steel yn dibynnu ar yr egwyddor o aloi, yn enwedig ychwanegu ychydig bach o elfennau hybrin fel niobium a vanadium. Mae ei gryfder tymheredd uchel a'i wrthwynebiad ocsideiddio wedi'i wella'n fawr o'i gymharu â 12 dur cr1mov, ond mae ei berfformiad weldio yn wael.
Mae'r prawf pin yn dangos bod gan ddur T91 dueddiad mawr o grac oer. Gall dewis cynhesu 200 ~ 250 ℃ a thymheredd interlayer 200 ~ 300 ℃ atal crac oer yn effeithiol.
Rhaid oeri T91 i 100 ~ 150 ℃ am 1 h cyn triniaeth wres ôl-weldio; Tymheredd tymherus 730 ~ 780 ℃, gan ddal amser heb fod yn llai nag 1 h.
Mae'r broses weldio uchod wedi'i chymhwyso i arfer gweithgynhyrchu a chynhyrchu boeleri 200 MW a 300 MW, gyda chanlyniadau boddhaol a buddion economaidd gwych.
