T91 жоғары қысымды болат құбырлардың сапасын қамтамасыз ету
T91 болат американдық ұлттық піл жотасының зертханасы және американдық жану инженерлік компаниясының металлургиялық материалдар зертханасы әзірлеген мартенситті ыстыққа төзімді болаттың жаңа түрі. 9Cr1MoV болат негізінде көміртегінің мөлшерін азайтады, күкірт пен фосфордың мөлшерін қатаң шектейді, легирлеу үшін аз мөлшерде ванадий мен ниобийді қосады.
T91 болатқа сәйкес келетін T91 жіксіз болат құбырының болат маркасы Германияда x10crmovnnb91, Жапонияда hcm95 және Францияда tuz10cdvnb0901.
Элемент мазмұны
S ≤0,01
Si 0,20-0,50
Cr 8.00-9.50
Ай 0,85-1,05
V 0,18-0,25
Nb 0,06-0,10
N 0,03-0,07
Ni ≤0,40
T91 болатындағы әрбір қорытпа элементі қатты ерітіндіні нығайту, дисперсияны күшейту және болаттың тотығуға төзімділігі мен коррозияға төзімділігін арттыру рөлін атқарады. Арнайы талдау келесідей.
①Көміртек болаттағы қатты ерітіндіні нығайтудың ең айқын элементі болып табылады. Көміртегі мөлшерінің жоғарылауымен болаттың қысқа мерзімді беріктігі артып, пластикалық пен қаттылық төмендейді. T91 сияқты мартенситті болат үшін көміртегі құрамының жоғарылауы карбидтің сфероидизациясы мен агрегациясын тездетеді, қорытпа элементтерінің қайта бөлінуін жылдамдатады және болаттың дәнекерлеу қабілетін, коррозияға төзімділігін және тотығуға төзімділігін төмендетеді. Сондықтан, ыстыққа төзімді болат негізінен көміртегінің мазмұнын азайтқысы келеді, Дегенмен, көміртегі мөлшері тым төмен болса, болаттың беріктігі төмендейді. 12Cr1MoV болатпен салыстырғанда, T91 болатының көміртегі мөлшері 20% төмендейді, бұл жоғарыда аталған факторлардың әсерін кешенді түрде қарастыру арқылы анықталады.
②T91 болатының құрамында азот бар, ал азоттың рөлі екі аспектіде көрінеді. Бір жағынан, ол қатты ерітіндіні нығайту рөлін атқарады. Бөлме температурасында болаттағы азоттың ерігіштігі өте аз. Дәнекерлеуді қыздыру және дәнекерлеуден кейінгі термиялық өңдеу процесінде VN қатты ерітіндісі мен тұндыру процесі T91 болатының дәнекерлеуден кейінгі жылу әсер ететін аймағында дәйекті түрде жүреді: дәнекерлеу кезінде қыздыру кезінде жылу әсер ететін аймақта пайда болған аустениттік құрылым азот құрамын жоғарылатады. VN еруі, содан кейін қалыпты температура құрылымында асқын қанығу дәрежесі артады, Кейінгі дәнекерлеуден кейінгі термиялық өңдеуде микроқұрылымның тұрақтылығын арттыратын және жылу әсер ететін аймақтың тұрақты беріктігін жақсартатын жұқа VN жауын-шашын болады. Екінші жағынан, T91 болатында A1 аз мөлшерде болады. Азот онымен A1N түзе алады. A1N матрицада 1100 ℃-тан жоғары болғанда ғана ериді және жақсы дисперсияны күшейтетін әсер ете алатын төмен температурада қайтадан тұнбаға түседі.
③Хромды қосу негізінен ыстыққа төзімді болаттың тотығуға төзімділігін және коррозияға төзімділігін арттыру болып табылады. Хром мөлшері 5% -дан аз болғанда, ол 600 ℃ температурада қатты тотыға бастайды, ал хром мөлшері 5% -ға дейін болса, ол жақсы тотығуға төзімділікке ие. 12Cr1MoV болат 580 ℃ төмен тотығуға төзімділігі жақсы, ал коррозия тереңдігі 0,05 мм/А. 600 ℃ температурада өнімділік нашарлай бастайды, ал коррозия тереңдігі 0,13 мм/А құрайды. T91 хромының құрамын шамамен ұлғайтуға болады. 9% және қызмет көрсету температурасы 650 ℃ жетуі мүмкін. Негізгі шара матрицада хромды көбірек еріту болып табылады.
④Ванадий мен ниобий күшті карбид түзетін элементтер болып табылады. Қосылғаннан кейін олар күшті дисперсияны күшейтетін әсері бар көміртегі бар жұқа және тұрақты қорытпа карбидтерін құра алады.
⑤ Молибден негізінен болаттың термиялық беріктігін жақсарту және қатты ерітіндіні нығайту рөлін ойнау үшін қосылады.
T91 соңғы термиялық өңдеуі қалыпқа келтіру + жоғары температурада шынықтыру болып табылады. Қалыптастыру температурасы 1040 ℃, ұстау уақыты 10 минуттан кем емес, шынықтыру температурасы 730 ~ 780 ℃, ұстау уақыты 1 сағаттан кем емес. Соңғы термиялық өңдеуден кейінгі микроқұрылым шыңдалған мартенсит болып табылады.
Бөлме температурасында T91 болатының созылу беріктігі ≥ 585 МПа, бөлме температурасында аққыштық шегі ≥ 415 МПа, қаттылық ≤ 250 Hb, ұзарту (50 мм габариттік шеңберлі үлгі) ≥ 20%, рұқсат етілген кернеу мәні [ σ] = 650 30 МПа.
Халықаралық дәнекерлеу қоғамы ұсынған көміртегі эквивалентінің формуласына сәйкес T91 көміртегі баламасы
T91-де дәнекерлеу қабілеті нашар екенін көруге болады.
T91 болаты суық жарықшақтың үлкен үрдісіне ие және белгілі бір жағдайларда кешіктірілген жарықтарға бейім. Сондықтан дәнекерленген қосылыс дәнекерлеуден кейін 24 сағат ішінде шыңдалуы керек. Дәнекерлеуден кейінгі T91 микроқұрылымы пластиналық және жолақты мартенсит болып табылады, оны шыңдаудан кейін шыңдалған мартенситке өзгертуге болады және оның қасиеттері пластина мен жолақ мартенситінен жоғары. Шынықтыру температурасы төмен болған кезде шынықтыру әсері айқын болмайды, ал дәнекерленген металдың қартаюы және морттану оңай; Егер шынықтыру температурасы тым жоғары болса (AC1 сызығынан асып кетсе), қосынды қайтадан аустенитизациялауға және келесі салқындату процесінде қайтадан қатайтуға болады. Сонымен қатар, осы мақалада бұрын айтылғандай, шынықтыру температурасын анықтау кезінде буын жұмсарту қабатының әсерін ескеру қажет. Жалпы айтқанда, T91 шынықтыру температурасы 730 ~ 780 ℃.
Дәнекерлеуден кейінгі T91 шынықтыру тұрақты температура уақыты оның құрылымының шыңдалған мартенситке толық айналуын қамтамасыз ету үшін 1 сағаттан кем болмауы керек.
T91 болат дәнекерленген қосылыстың қалдық кернеуін азайту үшін салқындату жылдамдығын 5 ℃ / мин-ден аз бақылау керек. T91 болатының дәнекерлеу процесін 3-суретте көрсетуге болады.
200 ~ 250 ℃ алдын ала қыздырыңыз; ② Дәнекерлеу, қабат аралық температурасы 200 ~ 300 ℃; ③ Дәнекерлеуден кейін салқындату, жылдамдығы 80 ~ 100 ℃ / сағ; ④ 100 ~ 150 ℃ 1 сағ; ⑤ 730 ~ 780 ℃ температурада 1 сағат бойы шынықтыру; ⑥ 5 ℃/мин аспайтын жылдамдықпен салқындатыңыз.
T91 болат легірлеу принципіне сүйенеді, әсіресе ниобий және ванадий сияқты микроэлементтердің аз мөлшерін қосады. Оның жоғары температуралық беріктігі мен тотығуға төзімділігі 12 cr1mov болатпен салыстырғанда айтарлықтай жақсарды, бірақ дәнекерлеу өнімділігі нашар.
Істік сынағы T91 болатының суық жарықшақтың үлкен үрдісі бар екенін көрсетеді. Алдын ала қыздыруды 200 ~ 250 ℃ және қабат аралық температурасы 200 ~ 300 ℃ таңдау суық жарықшақтың алдын алады.
T91 дәнекерлеуден кейінгі термиялық өңдеуден бұрын 1 сағат бойы 100 ~ 150 ℃ дейін салқындату керек; Шынықтыру температурасы 730 ~ 780 ℃, ұстау уақыты 1 сағаттан кем емес.
Жоғарыда келтірілген дәнекерлеу процесі 200 МВт және 300 МВт қазандықтарды өндіру және өндіру тәжірибесінде қанағаттанарлық нәтижелермен және үлкен экономикалық пайдамен қолданылды.
