Sigurimi i cilësisë së tubave të çelikut me presion të lartë T91
Çeliku T91 është një lloj i ri i çelikut martensitik rezistent ndaj nxehtësisë i zhvilluar nga laboratori Kombëtar Amerikan i kreshtës së elefantit dhe Laboratori i Materialeve Metalurgjike të kompanisë amerikane të inxhinierisë me djegie. Në bazë të çelikut 9Cr1MoV, zvogëlon përmbajtjen e karbonit, kufizon rreptësisht përmbajtjen e squfurit dhe fosforit dhe shton një sasi të vogël vanadiumi dhe niobiumi për aliazh.
Klasa e çelikut të tubit të çelikut pa tegel T91 që korrespondon me çelikun T91 është x10crmovnnb91 në Gjermani, hcm95 në Japoni dhe tuz10cdvnb0901 në Francë.
Përmbajtja e elementit
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
Çdo element aliazh në çelikun T91 luan rolin e forcimit të solucionit të ngurtë, forcimit të dispersionit dhe përmirësimit të rezistencës ndaj oksidimit dhe rezistencës ndaj korrozionit të çelikut. Analiza specifike është si më poshtë.
①Karboni është elementi më i dukshëm i forcimit të tretësirës së ngurtë në çelik. Me rritjen e përmbajtjes së karbonit, forca afatshkurtër e çelikut rritet dhe plasticiteti dhe qëndrueshmëria zvogëlohen. Për çelikun martensitik si T91, rritja e përmbajtjes së karbonit do të përshpejtojë sferoidizimin dhe grumbullimin e karabit, do të përshpejtojë rishpërndarjen e elementeve të aliazhit dhe do të zvogëlojë saldueshmërinë, rezistencën ndaj korrozionit dhe rezistencën ndaj oksidimit të çelikut. Prandaj, çeliku rezistent ndaj nxehtësisë në përgjithësi dëshiron të zvogëlojë përmbajtjen e karbonit, megjithatë, nëse përmbajtja e karbonit është shumë e ulët, forca e çelikut do të reduktohet. Krahasuar me çelikun 12Cr1MoV, përmbajtja e karbonit të çelikut T91 zvogëlohet me 20%, e cila përcaktohet duke marrë parasysh në mënyrë gjithëpërfshirëse ndikimin e faktorëve të mësipërm.
②Çeliku T91 përmban gjurmë të azotit, dhe roli i azotit reflektohet në dy aspekte. Nga njëra anë, ai luan rolin e forcimit të zgjidhjes së ngurtë. Tretshmëria e azotit në çelik në temperaturën e dhomës është shumë e vogël. Në procesin e ngrohjes së saldimit dhe trajtimit të nxehtësisë pas saldimit, tretësira e ngurtë VN dhe procesi i reshjeve do të ndodhin në mënyrë të njëpasnjëshme në zonën e prekur nga nxehtësia pas saldimit të çelikut T91: struktura austenitike e formuar në zonën e prekur nga nxehtësia gjatë ngrohjes së saldimit rrit përmbajtjen e azotit për shkak të shpërbërja e VN, dhe më pas shkalla e mbingopjes në strukturën normale të temperaturës rritet. Në trajtimin pasues të nxehtësisë pas saldimit, ka reshje të imta VN, gjë që rrit stabilitetin e mikrostrukturës dhe përmirëson forcën e qëndrueshme të zonës së prekur nga nxehtësia. Nga ana tjetër, çeliku T91 gjithashtu përmban një sasi të vogël të A1. Azoti mund të formojë A1N me të. A1N shpërndahet në matricë vetëm kur është mbi 1100 ℃ dhe precipiton përsëri në një temperaturë më të ulët, gjë që mund të luajë një efekt të mirë përforcimin e shpërndarjes.
③Shtimi i kromit është kryesisht për të përmirësuar rezistencën ndaj oksidimit dhe rezistencën ndaj korrozionit të çelikut rezistent ndaj nxehtësisë. Kur përmbajtja e kromit është më pak se 5%, ai fillon të oksidohet dhunshëm në 600 ℃, ndërsa kur përmbajtja e kromit është deri në 5%, ka rezistencë të mirë oksidimi. Çeliku 12Cr1MoV ka rezistencë të mirë oksidimi nën 580 ℃, dhe thellësia e korrozionit është 0,05 mm / A. në 600 ℃, performanca fillon të përkeqësohet dhe thellësia e korrozionit është 0,13 mm / A. Përmbajtja e kromit në T91 mund të rritet në rreth 9% dhe temperatura e shërbimit mund të arrijë 650 ℃. Masa kryesore është të shpërndahet më shumë krom në matricë.
④Vanadiumi dhe niobiumi janë elementë të fortë që formojnë karabit. Pas shtimit, ato mund të formojnë karbide aliazh të imët dhe të qëndrueshëm me karbon, i cili ka një efekt të fortë forcues të shpërndarjes.
⑤ Molibden shtohet kryesisht për të përmirësuar forcën termike të çelikut dhe për të luajtur rolin e forcimit të solucionit të ngurtë.
Trajtimi përfundimtar termik i T91 është normalizimi + kalitja me temperaturë të lartë. Temperatura e normalizimit është 1040 ℃, koha e mbajtjes është jo më pak se 10 min, temperatura e kalitjes është 730 ~ 780 ℃, dhe koha e mbajtjes është jo më pak se 1 orë. Mikrostruktura pas trajtimit përfundimtar termik është martensit i kalitur.
Rezistenca në tërheqje e çelikut T91 në temperaturën e dhomës ≥ 585 MPa, forca rrjedhëse në temperaturën e dhomës ≥ 415 MPa, fortësia ≤ 250 Hb, zgjatja (mostra standarde rrethore me distancë matëse 50 mm) ≥ 20%, vlera e lejueshme e stresit [σ] 650℃= 30 MPa.
Sipas formulës së ekuivalentit të karbonit të rekomanduar nga shoqëria ndërkombëtare e saldimit, ekuivalenti i karbonit i T91 është
Mund të shihet se T91 ka saldim të dobët.
Çeliku T91 ka një tendencë të madhe të plasaritjes së ftohtë dhe është i prirur për plasaritje të vonuar në kushte të caktuara. Prandaj, bashkimi i salduar duhet të kalitet brenda 24 orëve pas saldimit. Mikrostruktura e T91 pas saldimit është martensit me pllaka dhe shirit, i cili mund të shndërrohet në martensit të kalitur pas kalitjes dhe vetitë e tij janë superiore ndaj martensitit me pllaka dhe shirita. Kur temperatura e kalitjes është e ulët, efekti i kalitjes nuk është i dukshëm dhe metali i saldimit është i lehtë për t'u vjetëruar dhe përkeqësuar; Nëse temperatura e kalitjes është shumë e lartë (që tejkalon vijën AC1), fuga mund të austenitizohet përsëri dhe të ngurtësohet përsëri në procesin e mëpasshëm të ftohjes. Në të njëjtën kohë, siç u përmend më herët në këtë punim, ndikimi i shtresës zbutëse të nyjeve duhet të merret parasysh në përcaktimin e temperaturës së kalitjes. Në përgjithësi, temperatura e kalitjes së T91 është 730 ~ 780 ℃.
Koha e temperaturës konstante të kalitjes së T91 pas saldimit nuk duhet të jetë më pak se 1 orë, në mënyrë që të sigurohet transformimi i plotë i strukturës së tij në martensit të kalitur.
Për të reduktuar stresin e mbetur të bashkimit të salduar prej çeliku T91, shkalla e ftohjes duhet të kontrollohet më pak se 5 ℃ / min. Procesi i saldimit të çelikut T91 mund të tregohet në Figurën 3.
Ngrohni paraprakisht 200 ~ 250 ℃; ② Saldim, temperatura ndërmjet shtresave 200 ~ 300 ℃; ③ Ftohja pas saldimit, me shpejtësi 80 ~ 100 ℃ / orë; ④ 100 ~ 150 ℃ për 1 orë; ⑤ Kalitje në 730 ~ 780 ℃ për 1 orë; ⑥ Ftoheni me një shpejtësi jo më të madhe se 5 ℃ / min.
Çeliku T91 mbështetet në parimin e lidhjes, veçanërisht duke shtuar një sasi të vogël elementësh gjurmë si niobium dhe vanadium. Forca e tij në temperaturë të lartë dhe rezistenca ndaj oksidimit janë përmirësuar shumë në krahasim me çelikun 12 cr1mov, por performanca e tij e saldimit është e dobët.
Testi i pinit tregon se çeliku T91 ka një tendencë të madhe të çarjes së ftohtë. Zgjedhja e ngrohjes paraprake 200 ~ 250 ℃ dhe temperaturës së ndërshtresës 200 ~ 300 ℃ mund të parandalojë në mënyrë efektive plasaritjen e ftohtë.
T91 duhet të ftohet në 100 ~ 150 ℃ për 1 orë përpara trajtimit të ngrohjes pas saldimit; Temperatura e kalitjes 730 ~ 780 ℃, koha e mbajtjes jo më pak se 1 orë.
Procesi i saldimit të mësipërm është zbatuar në praktikën e prodhimit dhe prodhimit të kaldajave 200 MW dhe 300 MW, me rezultate të kënaqshme dhe përfitime të mëdha ekonomike.
