T91 jaminan kualitas pipa baja tekanan tinggi
Baja T91 adalah jenis baru baja tahan panas martensit yang dikembangkan oleh laboratorium punggungan gajah Nasional Amerika dan Laboratorium Bahan Metalurgi dari perusahaan teknik pembakaran Amerika. Atas dasar baja 9Cr1MoV, ini mengurangi kandungan karbon, secara ketat membatasi kandungan belerang dan fosfor, dan menambahkan sedikit vanadium dan niobium untuk paduan.
Kelas baja dari pipa baja seamless T91 yang sesuai dengan baja T91 adalah x10crmovnnb91 di Jerman, hcm95 di Jepang dan tuz10cdvnb0901 di Prancis.
konten elemen
S 0,01
Si 0,20-0,50
Rp 8.00-9.50
Bulan 0.85-1.05
V 0,18-0,25
Nb 0,06-0,10
N 0,03-0,07
Ni 0,40
Setiap elemen paduan di T91 Steel memainkan peran memperkuat solusi padat, memperkuat dispersi dan meningkatkan ketahanan oksidasi dan ketahanan korosi baja. Analisis spesifiknya adalah sebagai berikut.
①Karbon adalah elemen yang paling jelas dari penguatan larutan padat dalam baja. Dengan peningkatan kandungan karbon, kekuatan jangka pendek baja meningkat dan plastisitas dan ketangguhan menurun. Untuk baja martensit seperti T91, peningkatan kandungan karbon akan mempercepat spheroidization dan agregasi karbida, mempercepat redistribusi elemen paduan dan mengurangi kemampuan las, ketahanan korosi dan ketahanan oksidasi baja. Oleh karena itu, baja tahan panas umumnya ingin mengurangi kandungan karbon, namun jika kandungan karbon terlalu rendah, kekuatan baja akan berkurang. Dibandingkan dengan baja 12Cr1MoV, kandungan karbon baja T91 berkurang 20%, yang ditentukan dengan mempertimbangkan secara komprehensif pengaruh faktor-faktor di atas.
②Baja T91 mengandung nitrogen jejak, dan peran nitrogen tercermin dalam dua aspek. Di satu sisi, ia memainkan peran penguatan solusi padat. Kelarutan nitrogen dalam baja pada suhu kamar sangat kecil. Dalam proses pemanasan pengelasan dan perlakuan panas pasca las, larutan padat VN dan proses pengendapan akan terjadi berturut-turut di zona terpengaruh panas pasca las Baja T91: struktur austenitik yang terbentuk di zona terpengaruh panas selama pemanasan pengelasan meningkatkan kandungan nitrogen karena pembubaran VN, dan kemudian tingkat supersaturasi dalam struktur suhu normal meningkat, Dalam perlakuan panas pasca las berikutnya, ada presipitasi VN halus, yang meningkatkan stabilitas struktur mikro dan meningkatkan kekuatan abadi dari zona yang terkena panas. Di sisi lain, baja T91 juga mengandung sejumlah kecil A1. Nitrogen dapat membentuk A1N dengannya. A1N dilarutkan ke dalam matriks hanya ketika di atas 1100 dan mengendap lagi pada suhu yang lebih rendah, yang dapat memainkan efek penguatan dispersi yang baik.
③Menambahkan kromium terutama untuk meningkatkan ketahanan oksidasi dan ketahanan korosi baja tahan panas. Ketika kandungan kromium kurang dari 5%, ia mulai teroksidasi dengan hebat pada 600 , sedangkan ketika kandungan kromium hingga 5%, ia memiliki ketahanan oksidasi yang baik. Baja 12Cr1MoV memiliki ketahanan oksidasi yang baik di bawah 580 , dan kedalaman korosi 0,05 mm / A. pada 600 , kinerja mulai memburuk, dan kedalaman korosi 0,13 mm / A. Kandungan kromium T91 dapat ditingkatkan menjadi sekitar 9% dan suhu layanan bisa mencapai 650 . Ukuran utamanya adalah melarutkan lebih banyak kromium dalam matriks.
④Vanadium dan niobium adalah elemen pembentuk karbida yang kuat. Setelah penambahan, mereka dapat membentuk karbida paduan halus dan stabil dengan karbon, yang memiliki efek penguatan dispersi yang kuat.
⑤ Molibdenum terutama ditambahkan untuk meningkatkan kekuatan termal baja dan memainkan peran penguatan larutan padat.
Perlakuan panas akhir T91 adalah normalisasi + temper suhu tinggi. Suhu normalisasi adalah 1040 , waktu penahanan tidak kurang dari 10 menit, suhu temper adalah 730 ~ 780 , dan waktu penahanan tidak kurang dari 1 jam. Struktur mikro setelah perlakuan panas akhir adalah martensit temper.
Kekuatan tarik baja T91 pada suhu kamar 585 MPa, kekuatan luluh pada suhu kamar 415 MPa, kekerasan 250 Hb, elongasi (sampel melingkar standar dengan jarak pengukur 50 mm) 20%, nilai tegangan ijin [ ] 650℃= 30MPa.
Menurut formula setara karbon yang direkomendasikan oleh masyarakat pengelasan internasional, setara karbon T91 adalah
Dapat dilihat bahwa T91 memiliki kemampuan las yang buruk.
Baja T91 memiliki kecenderungan retak dingin yang besar dan rentan terhadap retak tertunda dalam kondisi tertentu. Oleh karena itu, sambungan las harus ditempa dalam waktu 24 jam setelah pengelasan. Struktur mikro T91 setelah pengelasan adalah pelat dan martensit strip, yang dapat diubah menjadi martensit temper setelah temper, dan sifat-sifatnya lebih unggul daripada pelat dan strip martensit. Ketika suhu temper rendah, efek temper tidak jelas, dan logam las mudah menua dan getas; Jika suhu tempering terlalu tinggi (melebihi garis AC1), sambungan dapat diaustenisasi lagi dan dikeraskan lagi pada proses pendinginan berikutnya. Pada saat yang sama, seperti yang disebutkan sebelumnya dalam makalah ini, pengaruh lapisan pelunakan sambungan harus dipertimbangkan dalam penentuan suhu temper. Secara umum, suhu temper T91 adalah 730 ~ 780 .
Waktu suhu konstan temper T91 setelah pengelasan tidak boleh kurang dari 1 jam, untuk memastikan transformasi lengkap strukturnya menjadi martensit temper.
Untuk mengurangi tegangan sisa sambungan las baja T91, laju pendinginan harus dikontrol kurang dari 5 / menit. Proses pengelasan baja T91 dapat ditunjukkan pada Gambar 3.
Panaskan 200 ~ 250 ; Pengelasan, suhu interlayer 200 ~ 300 ; Pendinginan setelah pengelasan, dengan kecepatan 80 ~ 100 / jam; 100 ~ 150 selama 1 jam; Tempering pada 730 ~ 780 selama 1 jam; Dinginkan dengan kecepatan tidak lebih dari 5 / menit.
T91 Steel mengandalkan prinsip paduan, terutama menambahkan sejumlah kecil elemen seperti niobium dan vanadium. Kekuatan suhu tinggi dan ketahanan oksidasinya sangat meningkat dibandingkan dengan baja 12 cr1mov, tetapi kinerja pengelasannya buruk.
Uji pin menunjukkan bahwa baja T91 memiliki kecenderungan retak dingin yang besar. Memilih pemanasan awal 200 ~ 250 dan suhu interlayer 200 ~ 300 dapat secara efektif mencegah retakan dingin.
T91 harus didinginkan hingga 100 ~ 150 selama 1 jam sebelum perlakuan panas pasca las; Temperatur suhu 730 ~ 780 , waktu penahanan tidak kurang dari 1 jam.
Proses pengelasan di atas telah diterapkan pada praktik manufaktur dan produksi boiler 200 MW dan 300 MW, dengan hasil yang memuaskan dan manfaat ekonomi yang besar.
