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[摘 要]P91是(9%Cr 1%Mo)经过改良发展起来的,加入了钒和铌元素,同时控制氮元素含量,蠕变强度大幅提高。 P91材料主要适用于锅炉外部的零部件(如管道和集箱,有时也用于石油化工行业)。
[关键词]P91;热加工;热处理;工艺研究
中图分类号:TG457.11 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)35-0029-01
由于P91有较好的蠕变断裂强度可以减少管材厚度,从而降低机组启停机的热变化率。因此可以较好地避免使用传统材料所发生的疲劳断裂现象。用P91替代传统材料,由于减小管材壁厚提高了蠕变性能和抗氧化能力,从而节约成本提高了生产效率。
ASME中对P91钢的化学成分范围规定为:(表1)
1.P91鋼热加工工艺研究
根据厂商曼内斯曼公司提供的数据显示,P91材料最佳的热加工范围为:7500C~11000C之间,根据我厂生产产品的特点,我们的将管材分几组进行试验
1.1试验方案
当管材进行弯曲时,它的外弧面壁厚减小内弧面壁厚增加,P91管材的热加工必须在最佳的温度范围内进行,以免发生微裂纹。
1)加热温度:9500C~11000C,保温时间为1小时~2小时
2)变形温度分为:9500C~11000C、8000C~9500C、6500C~8000C
3)冷却条件分为:空冷、风冷和缓冷。(表2)
1.2 试验结果
1)外观渗透检验:所有8个式样当中,所有式样的内外弧表面式样侧面都没有裂纹出现
2)硬度检验:结果见下表,不同热加工成形温度及冷却方式下的硬度差别不大。(表3)
3)金相检验:8种工艺下的所有式样受拉侧的金相组织拍片显示,它的金相组织都是淬火马氏体组织,并没有看见晶体间裂纹。
2.P91钢热处理工艺研究
2.1 试验方案
热成形以后,我们将按照管材的规格进行全新的正火和回火(N+T)热处理,才能实现以下要素的最佳结合:即较高的蠕变断裂强度,有限度的硬度和较好的韧性。
试验方案如下:(表4)
2.2 试验结果
1)硬度检验:硬度的试验结果见下表,从所得到的数据结果显示,不论回火之前的热处理如何,只要试验样品的最终回火温度在730~7800C之间,试样的硬度值都不大于HB250。(表5)
2)金相检验:所试验的各个试样的组织都是回火马氏体。
3)机械性能试验:所有的试样的抗拉强度、屈服强度和冲击值都满足标准要求。
结论:通过有关资料的研究分析以及这次的试验研究结果显示,我们确定了P91钢在我厂的生产工艺参数。并在生产过程中严格按照生产工艺参数进行生产,使我厂的生产产品中又增加了一个具有竞争性的管材品种。
[关键词]P91;热加工;热处理;工艺研究
中图分类号:TG457.11 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)35-0029-01
由于P91有较好的蠕变断裂强度可以减少管材厚度,从而降低机组启停机的热变化率。因此可以较好地避免使用传统材料所发生的疲劳断裂现象。用P91替代传统材料,由于减小管材壁厚提高了蠕变性能和抗氧化能力,从而节约成本提高了生产效率。
ASME中对P91钢的化学成分范围规定为:(表1)
1.P91鋼热加工工艺研究
根据厂商曼内斯曼公司提供的数据显示,P91材料最佳的热加工范围为:7500C~11000C之间,根据我厂生产产品的特点,我们的将管材分几组进行试验
1.1试验方案
当管材进行弯曲时,它的外弧面壁厚减小内弧面壁厚增加,P91管材的热加工必须在最佳的温度范围内进行,以免发生微裂纹。
1)加热温度:9500C~11000C,保温时间为1小时~2小时
2)变形温度分为:9500C~11000C、8000C~9500C、6500C~8000C
3)冷却条件分为:空冷、风冷和缓冷。(表2)
1.2 试验结果
1)外观渗透检验:所有8个式样当中,所有式样的内外弧表面式样侧面都没有裂纹出现
2)硬度检验:结果见下表,不同热加工成形温度及冷却方式下的硬度差别不大。(表3)
3)金相检验:8种工艺下的所有式样受拉侧的金相组织拍片显示,它的金相组织都是淬火马氏体组织,并没有看见晶体间裂纹。
2.P91钢热处理工艺研究
2.1 试验方案
热成形以后,我们将按照管材的规格进行全新的正火和回火(N+T)热处理,才能实现以下要素的最佳结合:即较高的蠕变断裂强度,有限度的硬度和较好的韧性。
试验方案如下:(表4)
2.2 试验结果
1)硬度检验:硬度的试验结果见下表,从所得到的数据结果显示,不论回火之前的热处理如何,只要试验样品的最终回火温度在730~7800C之间,试样的硬度值都不大于HB250。(表5)
2)金相检验:所试验的各个试样的组织都是回火马氏体。
3)机械性能试验:所有的试样的抗拉强度、屈服强度和冲击值都满足标准要求。
结论:通过有关资料的研究分析以及这次的试验研究结果显示,我们确定了P91钢在我厂的生产工艺参数。并在生产过程中严格按照生产工艺参数进行生产,使我厂的生产产品中又增加了一个具有竞争性的管材品种。