T91 yüksek basınçlı çelik boru kalite güvencesi
T91 çeliği, Amerikan Ulusal fil sırtı laboratuvarı ve Amerikan yanma mühendisliği şirketinin Metalurjik Malzeme Laboratuvarı tarafından geliştirilen yeni bir martensitik ısıya dayanıklı çelik türüdür. 9Cr1MoV çeliği temelinde karbon içeriğini azaltır, kükürt ve fosfor içeriğini kesin olarak sınırlar ve alaşımlama için az miktarda vanadyum ve niyobyum ekler.
T91 dikişsiz çelik borunun T91 çeliğine karşılık gelen çelik kalitesi Almanya'da x10crmovnnb91, Japonya'da hcm95 ve Fransa'da tuz10cdvnb0901'dir.
Öğe içeriği
S ≤0.01
0.20-0.50
8.00-9.50
Mo 0.85-1.05
Değer 0.18-0.25
Not 0.06-0.10
N 0.03-0.07
Ni ≤0,40
T91 Steel'deki her alaşım elementi, katı çözelti güçlendirme, dispersiyon güçlendirme ve çeliğin oksidasyon direncini ve korozyon direncini iyileştirme rolünü oynar. Spesifik analiz aşağıdaki gibidir.
①Karbon, çelikte katı çözelti güçlendirmenin en belirgin elementidir. Karbon içeriğinin artmasıyla çeliğin kısa süreli mukavemeti artar ve plastisite ve tokluk azalır. T91 gibi martensitik çelik için, karbon içeriğinin artması, karbürün küreselleşmesini ve agregasyonunu hızlandıracak, alaşım elementlerinin yeniden dağılımını hızlandıracak ve çeliğin kaynaklanabilirliğini, korozyon direncini ve oksidasyon direncini azaltacaktır. Bu nedenle ısıya dayanıklı çelik genellikle karbon içeriğini azaltmak ister, ancak karbon içeriği çok düşükse çeliğin mukavemeti azalacaktır. 12Cr1MoV çeliği ile karşılaştırıldığında, T91 çeliğinin karbon içeriği, yukarıdaki faktörlerin etkisi kapsamlı bir şekilde dikkate alınarak belirlenen %20 oranında azaltılır.
②T91 çeliği eser miktarda azot içerir ve azotun rolü iki açıdan yansıtılır. Bir yandan, katı çözelti güçlendirme rolünü oynar. Azotun oda sıcaklığında çelikteki çözünürlüğü çok küçüktür. Kaynak ısıtması ve kaynak sonrası ısıl işlem sürecinde, T91 Çelik'in kaynak sonrası ısıdan etkilenen bölgesinde VN katı çözeltisi ve çökeltme işlemi art arda gerçekleşir: kaynak ısıtması sırasında ısıdan etkilenen bölgede oluşan östenitik yapı, azot içeriğini arttırır VN'nin çözünmesi ve ardından normal sıcaklık yapısındaki aşırı doygunluk derecesi artar. Sonraki kaynak sonrası ısıl işlemde, mikroyapı stabilitesini artıran ve ısıdan etkilenen bölgenin kalıcı mukavemetini artıran ince VN çökeltisi vardır. Öte yandan T91 çeliği de az miktarda A1 içerir. Azot onunla A1N oluşturabilir. A1N, yalnızca 1100 ℃'nin üzerinde olduğunda matriste çözülür ve daha düşük bir sıcaklıkta tekrar çökelir, bu da iyi bir dağılım güçlendirme etkisi oynayabilir.
③Krom eklemek, esas olarak ısıya dayanıklı çeliğin oksidasyon direncini ve korozyon direncini arttırmaktır. Krom içeriği %5'ten az olduğunda 600 ℃'de şiddetli oksitlenmeye başlarken, krom içeriği %5'e kadar çıktığında oksidasyon direnci iyidir. 12Cr1MoV çeliği, 580 ℃'nin altında iyi oksidasyon direncine sahiptir ve 600 ℃'de korozyon derinliği 0,05 mm / A'dır, performans bozulmaya başlar ve korozyon derinliği 0,13 mm / A'dır. T91'in krom içeriği yaklaşık olarak artırılabilir. %9 ve servis sıcaklığı 650 ℃'ye ulaşabilir. Ana önlem, matriste daha fazla krom çözmektir.
④Vanadyum ve niyobyum güçlü karbür oluşturan elementlerdir. Eklendikten sonra, güçlü bir dağılım güçlendirme etkisi olan karbon ile ince ve kararlı alaşımlı karbürler oluşturabilirler.
⑤ Molibden esas olarak çeliğin termal mukavemetini arttırmak ve katı çözelti güçlendirme rolünü oynamak için eklenir.
T91'in son ısıl işlemi normalleştirme + yüksek sıcaklıkta tavlamadır. Normalleştirme sıcaklığı 1040 ℃, tutma süresi 10 dakikadan az değil, tavlama sıcaklığı 730 ~ 780 ℃ ve tutma süresi 1 saatten az değil. Son ısıl işlemden sonra mikro yapı temperlenmiş martensittir.
T91 çeliğinin oda sıcaklığında çekme dayanımı ≥ 585 MPa, oda sıcaklığında akma dayanımı ≥ 415 MPa, sertlik ≤ 250 Hb, uzama (50 mm ölçü mesafesine sahip standart dairesel numune) ≥ %20, izin verilen gerilim değeri [ σ] 650℃= 30 MPa.
Uluslararası kaynak derneği tarafından önerilen karbon eşdeğeri formülüne göre, T91'in karbon eşdeğeri,
T91'in zayıf kaynaklanabilirliğe sahip olduğu görülebilir.
T91 çeliği, büyük bir soğuk çatlak eğilimine sahiptir ve belirli koşullar altında gecikmeli çatlamaya eğilimlidir. Bu nedenle, kaynaklı bağlantı, kaynaktan sonraki 24 saat içinde temperlenmelidir. Kaynak sonrası T91'in mikro yapısı, temperlemeden sonra temperlenmiş martensite dönüştürülebilen plaka ve şerit martensittir ve özellikleri, plaka ve şerit martensitten üstündür. Temperleme sıcaklığı düşük olduğunda, temperleme etkisi belirgin değildir ve kaynak metalinin yaşlanması ve gevrekleşmesi kolaydır; Temperleme sıcaklığı çok yüksekse (AC1 çizgisini aşarsa), sonraki soğutma işleminde bağlantı tekrar östenitlenebilir ve tekrar sertleştirilebilir. Aynı zamanda, bu yazıda daha önce bahsedildiği gibi, tavlama sıcaklığının belirlenmesinde derz yumuşatma tabakasının etkisi dikkate alınmalıdır. Genel olarak konuşursak, T91'in tavlama sıcaklığı 730 ~ 780 ℃'dir.
T91'in kaynak sonrası temperleme sabit sıcaklık süresi, yapısının temperlenmiş martensite dönüşmesini sağlamak için 1 saatten az olmamalıdır.
T91 çelik kaynaklı bağlantının artık gerilmesini azaltmak için soğutma hızı 5 ℃ / dak'dan daha az kontrol edilmelidir. T91 çeliğinin kaynak işlemi Şekil 3'te gösterilebilir.
200 ~ 250 ℃ ön ısıtma; ② Kaynak, katmanlar arası sıcaklık 200 ~ 300 ℃; ③ Kaynak sonrası soğutma, 80 ~ 100 ℃ / saat hızında; ④ 1 saat için 100 ~ 150 ℃; ⑤ 730 ~ 780 ℃'de 1 saat tavlama; ⑥ 5 ℃ / dak'dan büyük olmayan bir hızda soğutun.
T91 Steel, özellikle az miktarda niyobyum ve vanadyum gibi eser elementler ekleyerek alaşımlama ilkesine dayanır. Yüksek sıcaklık dayanımı ve oksidasyon direnci, 12 cr1mov çeliğe kıyasla büyük ölçüde geliştirilmiştir, ancak kaynak performansı zayıftır.
Pim testi, T91 çeliğinin büyük bir soğuk çatlak eğilimine sahip olduğunu göstermektedir. 200 ~ 250 ℃ ön ısıtma ve 200 ~ 300 ℃ ara katman sıcaklığının seçilmesi soğuk çatlamayı etkili bir şekilde önleyebilir.
Kaynak sonrası ısıl işlemden önce T91 1 saat boyunca 100 ~ 150 ℃'ye soğutulmalıdır; Temperleme sıcaklığı 730 ~ 780 ℃, tutma süresi 1 saatten az değil.
Yukarıdaki kaynak işlemi, tatmin edici sonuçlar ve büyük ekonomik faydalar ile 200 MW ve 300 MW kazanların imalat ve üretim uygulamasına uygulanmıştır.
