T91合(hé)金鋼管|T91合金鋼管化學成分
T91合金鋼管
T91合金鋼管是鋼管的(de)一(yī)種, T91鋼是美國國立(lì)像樹嶺實驗室和美國燃燒工程公司冶金材料實(shí)驗室合作研製的新型(xíng)馬氏體耐熱鋼(gāng)。它(tā)是在
121MoV鋼的(de)基礎上降低含碳量,嚴格限製硫、磷的含量,添加少量的釩、铌元素進行合金化。根據ASTM213/A213M-85C,T91鋼的化學成份見表1。
與T91鋼對應的德國鋼號(hào)為X10CrMoVNNb91,日本鋼號為(wéi)HCM95,法國則為TUZ10CDVNb0901。 …
T91合金鋼管(guǎn)
T91合金鋼管(guǎn)是鋼管的一種(zhǒng), T91鋼(gāng)是(shì)美國國立(lì)像樹嶺實(shí)驗室和(hé)美國燃(rán)燒工(gōng)程公司冶金材料實驗室合作研製(zhì)的新型馬氏體(tǐ)耐熱鋼。它是在(zài)
121MoV鋼的基礎上降低含碳量,嚴格限製硫、磷的含量,添加少量的釩、铌元素進行(háng)合金化。根據ASTM213/A213M-85C,T91鋼的化學成份見表1。
與T91鋼對應的德國鋼號為X10CrMoVNNb91,日(rì)本(běn)鋼號為HCM95,法國則為TUZ10CDVNb0901。
T91鋼的化學成(chéng)份%
元素(sù) 含量
C 0.08-0.12
Mn 0.30-0.60
P ≤0.02
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
T91鋼中各(gè)合金元素分別起到固溶強(qiáng)化、彌(mí)散強化和提高鋼的抗氧化性、抗腐蝕性能,具(jù)體分析如下。
①碳是鋼中固溶強化作用(yòng)最明顯的(de)元素,隨含碳量(liàng)的增加,鋼的短時(shí)強度上升,塑性、韌性下降,對T91這類馬氏體鋼(gāng)而言,含碳量的上升會加快碳化物球化和聚集速度,加速合金元素的再分配,降低鋼的焊接性、耐蝕(shí)性和抗氧化性,故耐熱鋼一般都希望(wàng)降低含碳量,但含碳太低,鋼的強(qiáng)度將降低(dī)。T91鋼與12Cr1MoV鋼相比,含碳量降低20%,這是綜合考慮上述(shù)因素的(de)影響而決定的。
②T91鋼中含微量氮,氮的作用體現在兩個方麵。一方麵起固溶強化作用,常(cháng)溫下氮在鋼中的溶解(jiě)度(dù)很小,T91鋼焊後熱影響區在焊接加(jiā)熱和焊後熱處理過程中,將先後出現VN的固溶和析出過程:焊接加熱(rè)時熱影響區(qū)內已形成的奧氏體組(zǔ)織由於VN的溶入,氮(dàn)含量增加,此後常溫組織中的過飽和程度(dù)提高,在隨後的焊後熱處(chù)理中有細(xì)小(xiǎo)的VN析出,這增加了(le)組織穩定性,提高了(le)熱影響區的持久強度值。另一方麵,T91鋼中還含有少量A1,氮能與(yǔ)其(qí)形成A1N,A1N在1 100℃以上才大量溶入基體,在較低溫度下又重新析出,能起到較好的彌散強化效果。
③加入鉻主要是提高耐熱鋼的抗氧化性、抗腐蝕能力(lì),含鉻量小於5%時,600℃開始劇烈氧化,而含鉻量達5%時(shí)就具有良好的(de)抗氧化性。12Cr1MoV鋼在580℃以下具有良好的抗氧化性,腐(fǔ)蝕深度為0.05 mm/a,600℃時性能開始(shǐ)變差,腐蝕深度為0.13 mm/a。T91含鉻量提高到9%左右(yòu),使(shǐ)用溫度能達到650℃,主(zhǔ)要(yào)措(cuò)施就是使基體中溶有更多的鉻。
④釩與铌都是(shì)強碳化物形成元素,加入後能(néng)與碳形成細小而穩定(dìng)的合金碳化物,有(yǒu)很(hěn)強的彌散強化效果。
⑤加入鉬主要是為了提高鋼的熱強性,起到固溶強化的作用。
2.2 熱處理(lǐ)工藝
T91的最終熱處理為正火+高溫回火,正火(huǒ)溫度為1040℃,保溫時間不少於(yú)10 min,回火溫度為730~780℃,保溫時間不少於1h,最終熱處理後的(de)組織(zhī)為回火馬氏體(tǐ)。
2.3 機械性能
T91鋼的常溫抗拉強度≥585 MPa,常溫屈服(fú)強度≥415 MPa,硬度≤250 HB,伸長率(50 mm標距的標準圓形試(shì)樣)≥20%,許(xǔ)用應(yīng)力值〔σ]650℃=30 MPa。
2.4 焊接性能
按照國際焊接學會推薦的碳當量公式算得T91的碳當量為
可見T91的焊(hàn)接性較差。
3 T91焊(hàn)接時(shí)存在的問題
3.1 熱影響區淬硬組織的產生