P91大口徑無(wú)縫鋼�是美�(guó)橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)�(yàn)室和燃燒工程公司共同研究�(kāi)�(fā)的綜合性能�(yōu)良的�(dòng)力工程鍋爐用鐵素體耐熱�,主要應(yīng)用于主蒸汽管�、再熱蒸汽管道熱端及其他高溫承壓�(shè)�。它是在9Cr1Mo的基�(chǔ)上通過(guò)添加V、Nb、N等元素�(jìn)行微合金�,從而在晶界及晶�(nèi)生成了大量形狀�(fù)雜的Nb、V(C,N�,它在高溫塑性變形過(guò)程中比簡(jiǎn)單的球形析出物更能有效地阻礙位錯(cuò)的運(yùn)�(dòng),另�,翼狀析出物增大了捕獲位錯(cuò)的幾�,因而大大提高了持久�(qiáng)度和抗蠕變性能,同�(shí)保持了原9Cr1Mo鋼的�(yōu)良的抗高溫腐蝕性能;與奧氏體鋼相比,它具有比奧氏體不銹鋼更低的熱膨脹系�(shù)和較高的�(dǎo)熱系�(shù)。國(guó)�(nèi)鍋爐制造企�(yè)所需P91主要由國(guó)外供�,但是供貨期�(zhǎng),且�(jià)格昂貴,�(yán)重制約了我國(guó)電力行業(yè)的發(fā)�,從而影響了我國(guó)的經(jīng)�(jì)�(fā)展速度。因此迫切需要P91的國(guó)�(chǎn)�。目前國(guó)�(nèi)只有�(nèi)蒙古北方重工等少�(shù)廠家通過(guò)鍛造鏜孔的方法制造出了符合標(biāo)�(zhǔn)的P91,但該方法生�(chǎn)效率不高,成材率�,資源浪�(fèi)較嚴(yán)�,而還�(méi)有廠家通過(guò)穿孔熱軋方法生產(chǎn)中口徑P91。從煉鋼到軋管再到熱處理,一次成�,已�(píng)定的各項(xiàng)性能均滿足標(biāo)�(zhǔn)要求�
P91大口徑無(wú)縫鋼管的試制�(jié)合該鋼種的特�(diǎn),將P91大口徑無(wú)縫鋼管的試制工藝流程定為:模鑄→鍛造→退火→扒皮→管坯加熱→穿孔→斜軋→定徑→冷床→鋸切→矯直→探傷→正火→回火→矯直→修磨(或鏜孔)→超聲波探傷→水壓試驗(yàn)→測(cè)�(zhǎng)、稱重、噴�(biāo)→打捆→入庫(kù)�
采用電爐冶煉+鋼包精煉+真空脫氣的冶煉工�,原料采用鐵�+廢鋼,嚴(yán)格控制S、P以及其他有害元素的含�,保證鋼水的純凈�;保證足夠真空度和脫氣時(shí)�,同�(shí)氬氣攪拌,降低O、H氣體含量,同�(shí)促�(jìn)成分的均勻化;通過(guò)爐底吹氮?dú)夂拖嘟Y(jié)合的方法使鋼中的N含量�(dá)到標(biāo)�(zhǔn)要求;通過(guò)合理、適量的喂絲,使鋼中的夾雜物含量降到低。模鑄成錠后,對(duì)鋼錠�(jìn)行鍛�,嚴(yán)格控制始鍛和終鍛溫度,要求始鍛溫度≤1300�,終鍛溫度≥760�;保證鍛造比大于3,優(yōu)化鍛后退火熱處理工藝,保證鍛坯質(zhì)��
�(guò)低的C含量使得高溫�(qiáng)度降�,但C含量�(guò)�,則可焊性降�,同�(shí)降低高溫塑�。采用電爐冶�,電極增碳和鋼包增碳�(yán)重,VOD能夠很有效地降低C含量,但是又�(huì)引起O含量的增加,因此C含量難控�。通過(guò)控制廢鋼的C含量以及增加鐵水的配比,從電爐冶煉開(kāi)始降�,從而有效地控制了碳含量,C含量�0.10%左右。V、Nb的加入形成了�(xì)小的碳化�,起到了沉淀�(qiáng)化的作用,但是過(guò)多的V�(huì)引起持久�(qiáng)度的降低。因此鑫輝創(chuàng)將V控制�0.20%左右,Nb�0.07%。S和S化物在晶界偏析,削弱晶界,形成孔�,從而引起晶界脆化和蠕變脆化,因此要�(yán)格控�,生�(chǎn)的P91將S含量控制�0.004%以下,�(gè)別能�(dá)�0.001%。而過(guò)高的Al含量,將�(huì)削弱其他元素所起的作用,同�(shí)也強(qiáng)烈降低鋼的持久性能,因此將Al含量控制�0.010%以下。N與鋼中的Nb和V形成MX型金屬間化合物,�(duì)�(qiáng)度有明顯影響,而日本�(jìn)口管材中的N含量普遍較低。我們將N含量暫時(shí)控制�400ppm左右,N的含量對(duì)T91的影響需�(jìn)一步研�。雖然ASMESA335M中沒(méi)有要求Ti在P91中的含量限制,但通過(guò)將Ti含量降到極低,長(zhǎng)城鋼廠生�(chǎn)的T91獲得了極好的高溫持久塑�。嚴(yán)格控制Ti含量,成品Ti<0.010%。五害元素及O、H氣體含量也嚴(yán)重影響著鋼的高溫性能,通過(guò)煉鋼�(guò)程的�(yán)格控�,將P91的五害元素總量控制在250ppm以內(nèi),O、H分別�40ppm�2ppm以下。其他元素含量分別為:Si 0.33%;Mn 0.41%;Ni 0.10%;Cr 8.20%;Mo 0.90%;P 0.013%�
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