T91 ການຮັບປະກັນຄຸນນະພາບທໍ່ເຫລໍກຄວາມກົດດັນສູງ
ເຫຼັກກ້າ T91 ເປັນເຫຼັກກ້າທີ່ທົນທານຕໍ່ຄວາມຮ້ອນແບບ martensitic ຊະນິດໃໝ່ທີ່ພັດທະນາໂດຍຫ້ອງທົດລອງສັນຫຼັງຊ້າງແຫ່ງຊາດອາເມຣິກາ ແລະຫ້ອງທົດລອງວັດສະດຸໂລຫະຂອງບໍລິສັດວິສະວະກຳການເຜົາໃຫມ້ຂອງອາເມຣິກາ. ບົນພື້ນຖານຂອງເຫຼັກກ້າ 9Cr1MoV, ມັນຫຼຸດຜ່ອນປະລິມານຄາບອນ, ຈໍາກັດເນື້ອໃນຂອງຊູນຟູຣິກແລະ phosphorus ຢ່າງເຂັ້ມງວດ, ແລະເພີ່ມຈໍານວນຂະຫນາດນ້ອຍຂອງ vanadium ແລະ niobium ສໍາລັບໂລຫະປະສົມ.
ຊັ້ນເຫຼັກກ້າຂອງທໍ່ເຫລໍກ T91 seamless ທີ່ສອດຄ້ອງກັນກັບເຫຼັກ T91 ແມ່ນ x10crmovnnb91 ໃນເຢຍລະມັນ, hcm95 ໃນປະເທດຍີ່ປຸ່ນແລະ tuz10cdvnb0901 ໃນປະເທດຝຣັ່ງ.
ເນື້ອໃນອົງປະກອບ
S ≤0.01
Si 0.20-0.50
Cr 8.00-9.50
ໂມ 0.85-1.05
V 0.18-0.25
Nb 0.06-0.10
N 0.03-0.07
Ni ≤0.40
ແຕ່ລະອົງປະກອບຂອງໂລຫະປະສົມໃນ T91 Steel ມີບົດບາດຂອງການແກ້ໄຂແຂງ, ເສີມສ້າງຄວາມເຂັ້ມແຂງການກະຈາຍແລະປັບປຸງການຕໍ່ຕ້ານການຜຸພັງແລະການຕໍ່ຕ້ານ corrosion ຂອງເຫຼັກກ້າ. ການວິເຄາະສະເພາະແມ່ນດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້.
①ຄາບອນແມ່ນອົງປະກອບທີ່ຊັດເຈນທີ່ສຸດຂອງການແກ້ໄຂແຂງໃນເຫຼັກກ້າ. ດ້ວຍການເພີ່ມຂື້ນຂອງປະລິມານຄາບອນ, ຄວາມເຂັ້ມແຂງໃນໄລຍະສັ້ນຂອງເຫລໍກເພີ່ມຂຶ້ນແລະຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພລາສຕິກແລະຄວາມທົນທານຫຼຸດລົງ. ສໍາລັບເຫຼັກ martensitic ເຊັ່ນ T91, ການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງເນື້ອໃນຄາບອນຈະເລັ່ງການ spheroidization ແລະການລວບລວມຂອງ carbide, ເລັ່ງການແຜ່ກະຈາຍຂອງອົງປະກອບໂລຫະປະສົມແລະຫຼຸດຜ່ອນການເຊື່ອມໂລຫະ, ການຕໍ່ຕ້ານ corrosion ແລະການຕໍ່ຕ້ານການຜຸພັງຂອງເຫຼັກກ້າ. ເພາະສະນັ້ນ, ເຫຼັກກ້າທີ່ທົນທານຕໍ່ຄວາມຮ້ອນໂດຍທົ່ວໄປຕ້ອງການທີ່ຈະຫຼຸດຜ່ອນປະລິມານຄາບອນ, ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ຖ້າຫາກວ່າເນື້ອໃນກາກບອນຕ່ໍາເກີນໄປ, ຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງເຫຼັກກ້າຈະຫຼຸດລົງ. ເມື່ອປຽບທຽບກັບເຫຼັກກ້າ 12Cr1MoV, ເນື້ອໃນຄາບອນຂອງເຫຼັກ T91 ຫຼຸດລົງ 20%, ເຊິ່ງຖືກກໍານົດໂດຍພິຈາລະນາຢ່າງສົມບູນກ່ຽວກັບອິດທິພົນຂອງປັດໃຈຂ້າງເທິງ.
②ເຫຼັກ T91 ມີໄນໂຕຣເຈນຕາມຮອຍ, ແລະບົດບາດຂອງໄນໂຕຣເຈນແມ່ນສະທ້ອນໃຫ້ເຫັນໃນສອງດ້ານ. ໃນດ້ານຫນຶ່ງ, ມັນມີບົດບາດຂອງການແກ້ໄຂທີ່ເຂັ້ມແຂງ. ການລະລາຍຂອງໄນໂຕຣເຈນໃນເຫຼັກຢູ່ໃນອຸນຫະພູມຫ້ອງແມ່ນນ້ອຍຫຼາຍ. ໃນຂະບວນການຂອງການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນການເຊື່ອມໂລຫະແລະການປິ່ນປົວຄວາມຮ້ອນຫລັງການເຊື່ອມໂລຫະ, ການແກ້ໄຂແຂງ VN ແລະຂະບວນການ precipitation ເກີດຂຶ້ນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງໃນເຂດຜົນກະທົບຄວາມຮ້ອນຫລັງການເຊື່ອມໂລຫະຂອງ T91 ເຫຼັກກ້າ: ໂຄງປະກອບການ austenitic ສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນໃນເຂດທີ່ໄດ້ຮັບຜົນກະທົບຄວາມຮ້ອນໃນລະຫວ່າງການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນການເຊື່ອມໂລຫະເພີ່ມປະລິມານໄນໂຕຣເຈນຍ້ອນການ. ການລະລາຍຂອງ VN, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນລະດັບຂອງ supersaturation ໃນໂຄງສ້າງອຸນຫະພູມປົກກະຕິເພີ່ມຂຶ້ນ, ໃນການປິ່ນປົວຄວາມຮ້ອນຫລັງການເຊື່ອມໂລຫະ, ມີ precipitation VN ທີ່ດີ, ເຊິ່ງເພີ່ມຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງໂຄງສ້າງຈຸນລະພາກແລະປັບປຸງຄວາມທົນທານຂອງເຂດທີ່ໄດ້ຮັບຜົນກະທົບຄວາມຮ້ອນ. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ເຫຼັກ T91 ຍັງມີຈໍານວນ A1 ຂະຫນາດນ້ອຍ. ໄນໂຕຣເຈນສາມາດປະກອບເປັນ A1N ກັບມັນ. A1N ຖືກລະລາຍເຂົ້າໄປໃນມາຕຣິກເບື້ອງພຽງແຕ່ເມື່ອມັນສູງກວ່າ 1100 ℃ແລະ precipitates ອີກເທື່ອຫນຶ່ງໃນອຸນຫະພູມຕ່ໍາ, ເຊິ່ງສາມາດຫຼິ້ນຜົນກະທົບການກະຈາຍທີ່ດີ.
③ການເພີ່ມ chromium ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນເພື່ອປັບປຸງການຕໍ່ຕ້ານການຜຸພັງແລະການຕໍ່ຕ້ານ corrosion ຂອງເຫລໍກທົນທານຕໍ່ຄວາມຮ້ອນ. ເມື່ອເນື້ອໃນ chromium ຫນ້ອຍກວ່າ 5%, ມັນຈະເລີ່ມອອກຊີເຈນທີ່ຮຸນແຮງຢູ່ທີ່ 600 ℃, ໃນຂະນະທີ່ເນື້ອໃນ chromium ສູງເຖິງ 5%, ມັນມີຄວາມຕ້ານທານການຜຸພັງທີ່ດີ. ເຫຼັກກ້າ 12Cr1MoV ມີການຕໍ່ຕ້ານການຜຸພັງທີ່ດີຕ່ໍາກວ່າ 580 ℃, ແລະຄວາມເລິກ corrosion ແມ່ນ 0.05 ມມ / A. ຢູ່ທີ່ 600 ℃, ປະສິດທິພາບເລີ່ມຕົ້ນທີ່ຈະຊຸດໂຊມ, ແລະຄວາມເລິກ corrosion ແມ່ນ 0.13 ມມ / A. ເນື້ອໃນ chromium ຂອງ T91 ສາມາດເພີ່ມຂຶ້ນປະມານ. 9% ແລະອຸນຫະພູມການບໍລິການສາມາດບັນລຸ 650 ℃. ມາດຕະການຕົ້ນຕໍແມ່ນການລະລາຍ chromium ຫຼາຍໃນ matrix.
④Vanadium ແລະ niobium ແມ່ນອົງປະກອບປະກອບເປັນ carbide ທີ່ເຂັ້ມແຂງ. ຫຼັງຈາກນີ້, ພວກເຂົາສາມາດປະກອບເປັນ carbides ໂລຫະປະສົມທີ່ດີແລະຫມັ້ນຄົງທີ່ມີຄາບອນ, ເຊິ່ງມີຜົນກະທົບການກະຈາຍທີ່ເຂັ້ມແຂງ.
⑤ Molybdenum ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນຖືກເພີ່ມເພື່ອປັບປຸງຄວາມເຂັ້ມແຂງຄວາມຮ້ອນຂອງເຫຼັກກ້າແລະມີບົດບາດຂອງການສ້າງຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງການແກ້ໄຂແຂງ.
ການປິ່ນປົວຄວາມຮ້ອນສຸດທ້າຍຂອງ T91 ແມ່ນ normalizing + tempering ອຸນຫະພູມສູງ. ອຸນຫະພູມປົກກະຕິແມ່ນ 1040 ℃, ທີ່ໃຊ້ເວລາຖືບໍ່ຫນ້ອຍກ່ວາ 10 ນາທີ, ອຸນຫະພູມ tempering ແມ່ນ 730 ~ 780 ℃, ແລະທີ່ໃຊ້ເວລາຖືບໍ່ຫນ້ອຍກ່ວາ 1 ຊົ່ວໂມງ. microstructure ຫຼັງຈາກການປິ່ນປົວຄວາມຮ້ອນສຸດທ້າຍແມ່ນ tempered martensite.
ຄວາມເຂັ້ມແຂງ tensile ຂອງເຫຼັກ T91 ອຸນຫະພູມຫ້ອງ ≥ 585 MPa, ຄວາມເຂັ້ມແຂງຜົນຜະລິດທີ່ອຸນຫະພູມຫ້ອງ ≥ 415 MPa, ຄວາມແຂງ ≤ 250 Hb, ການຍືດຕົວ (ຕົວຢ່າງວົງກົມມາດຕະຖານທີ່ມີໄລຍະຫ່າງຂອງວັດ 50 ມມ) ≥ 20%, ມູນຄ່າຄວາມກົດດັນທີ່ອະນຸຍາດ [σ] 650 ℃ = 30 MPa.
ອີງຕາມສູດທຽບເທົ່າຄາບອນທີ່ແນະນໍາໂດຍສັງຄົມການເຊື່ອມໂລຫະສາກົນ, ທຽບເທົ່າຄາບອນຂອງ T91 ແມ່ນ.
ມັນສາມາດເຫັນໄດ້ວ່າ T91 ມີການເຊື່ອມໂລຫະທີ່ບໍ່ດີ.
ເຫຼັກ T91 ມີແນວໂນ້ມຂະຫນາດໃຫຍ່ຂອງ crack ເຢັນແລະມັກຈະມີຮອຍແຕກຊັກຊ້າພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂສະເພາະໃດຫນຶ່ງ. ດັ່ງນັ້ນ, ການເຊື່ອມໂລຫະຕ້ອງຖືກ tempered ພາຍໃນ 24 ຊົ່ວໂມງຫຼັງຈາກການເຊື່ອມໂລຫະ. ໂຄງສ້າງຈຸນລະພາກຂອງ T91 ຫຼັງຈາກການເຊື່ອມໂລຫະແມ່ນແຜ່ນແລະແຖບ martensite, ເຊິ່ງສາມາດປ່ຽນເປັນ martensite ທີ່ມີຄວາມຮ້ອນຫຼັງຈາກ tempering, ແລະຄຸນສົມບັດຂອງມັນແມ່ນດີກວ່າກັບແຜ່ນແລະແຖບ martensite. ໃນເວລາທີ່ອຸນຫະພູມ tempering ຕ່ໍາ, ຜົນກະທົບ tempering ແມ່ນບໍ່ຈະແຈ້ງ, ແລະໂລຫະເຊື່ອມແມ່ນງ່າຍທີ່ຈະມີອາຍຸແລະ embrittlement; ຖ້າອຸນຫະພູມ tempering ສູງເກີນໄປ (ເກີນເສັ້ນ AC1), ການຮ່ວມກັນອາດຈະ austenitized ອີກເທື່ອຫນຶ່ງແລະແຂງອີກເທື່ອຫນຶ່ງໃນຂະບວນການເຮັດຄວາມເຢັນຕໍ່ມາ. ໃນເວລາດຽວກັນ, ດັ່ງທີ່ໄດ້ກ່າວມາກ່ອນຫນ້ານີ້ໃນເອກະສານນີ້, ອິດທິພົນຂອງຊັ້ນອ່ອນຂອງຮ່ວມກັນຄວນໄດ້ຮັບການພິຈາລະນາໃນການກໍານົດອຸນຫະພູມ tempering. ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວ, ອຸນຫະພູມ tempering ຂອງ T91 ແມ່ນ 730 ~ 780 ℃.
ເວລາອຸນຫະພູມຄົງທີ່ຂອງ T91 ຫຼັງຈາກການເຊື່ອມໂລຫະຈະຕ້ອງບໍ່ຫນ້ອຍກວ່າ 1 ຊົ່ວໂມງ, ເພື່ອໃຫ້ແນ່ໃຈວ່າການຫັນປ່ຽນໂຄງສ້າງຂອງມັນເຂົ້າໄປໃນ martensite ທີ່ມີອຸນຫະພູມຢ່າງສົມບູນ.
ເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນຄວາມກົດດັນທີ່ຕົກຄ້າງຂອງ T91 ເຫຼັກເຊື່ອມ welded, ອັດຕາຄວາມເຢັນຕ້ອງໄດ້ຮັບການຄວບຄຸມຫນ້ອຍກວ່າ 5 ℃ / min. ຂະບວນການເຊື່ອມໂລຫະ T91 ສາມາດສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 3.
Preheat 200 ~ 250 ℃; ②ການເຊື່ອມໂລຫະ, ອຸນຫະພູມ interlayer 200 ~ 300 ℃; ③ ຄວາມເຢັນຫຼັງຈາກການເຊື່ອມໂລຫະ, ດ້ວຍຄວາມໄວຂອງ 80 ~ 100 ℃ / h; ④ 100 ~ 150 ℃ສໍາລັບ 1 h; ⑤ Tempering ທີ່ 730 ~ 780 ℃ສໍາລັບ 1 h; ⑥ ເຢັນໃນອັດຕາບໍ່ເກີນ 5 ℃ / min.
ເຫຼັກ T91 ອີງໃສ່ຫຼັກການຂອງໂລຫະປະສົມ, ໂດຍສະເພາະແມ່ນການເພີ່ມຈໍານວນຂະຫນາດນ້ອຍຂອງອົງປະກອບຕາມຮອຍເຊັ່ນ niobium ແລະ vanadium. ຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງອຸນຫະພູມສູງແລະການຕໍ່ຕ້ານການຜຸພັງຂອງມັນຖືກປັບປຸງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍເມື່ອທຽບກັບເຫຼັກ 12 cr1mov, ແຕ່ການປະຕິບັດການເຊື່ອມໂລຫະຂອງມັນແມ່ນບໍ່ດີ.
ການທົດສອບ pin ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າເຫຼັກ T91 ມີແນວໂນ້ມຂະຫນາດໃຫຍ່ຂອງ crack ເຢັນ. ການເລືອກ preheating 200 ~ 250 ℃ ແລະອຸນຫະພູມ interlayer 200 ~ 300 ℃ປະສິດທິຜົນສາມາດປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ crack ເຢັນ.
T91 ຕ້ອງໄດ້ຮັບການ cooled ກັບ 100 ~ 150 ℃ສໍາລັບ 1 h ກ່ອນທີ່ຈະ post ການປິ່ນປົວຄວາມຮ້ອນການເຊື່ອມໂລຫະ; ອຸນຫະພູມ Tempering 730 ~ 780 ℃, ຖືເວລາບໍ່ຫນ້ອຍກວ່າ 1 h.
ຂະບວນການເຊື່ອມໂລຫະຂ້າງເທິງນີ້ໄດ້ຖືກນໍາມາໃຊ້ກັບການປະຕິບັດການຜະລິດແລະການຜະລິດຫມໍ້ຫຸງຕົ້ມ 200 MW ແລະ 300 MW, ຜົນໄດ້ຮັບທີ່ຫນ້າພໍໃຈແລະຜົນປະໂຫຍດທາງດ້ານເສດຖະກິດຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ.
