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宝钢不锈钢锅炉钢管化学成分设计分析
发表于:2020-03-09 23:35:41

   不锈钢高压锅炉管是80年代初由美国CE公司与美国橡树岭国家实验室联合开发成功的:一种钢种。该钢可用于制造高温高压锅炉过热器、再热器管,P91可用于制造金属壁温小于650℃的锅炉集箱,蒸汽导管等。不锈钢具有高的热强性,良好的持久塑性,优良的抗氧化性和抗腐蚀性能。不锈钢在600℃时的热强性是T9钢的三倍,在625℃时与TP304H钢相当,并且,与奥氏体钢焊接接头没有早期失效敏感性.T91钢这些特性正适合应用在600~650℃区间替代TP304H,TP347H等钢种制造大容量锅炉,1995年该钢以“10Cr9MoIVNb”牌号纳入国标GB5310《高压锅炉用无缝钢管》标准中。


    目前不锈钢国内市场需求量大约10000吨左右。由于该钢种制造难度大,热处理制度要求严格,所以,目前国内锅炉行业急需的T91高压锅炉管几乎全部依赖进口,为此锅炉行业迫切希望宝钢能开发不锈钢高压锅炉管产品。研制生产不锈钢高压锅炉管对宝钢扩大新产品,增加新的经济增长点,替代进口产品都有着十分重要的社会效益和经济效益。ASME SA-213标准的T91钢、GB5310-1995高压锅炉用无缝钢管规定的T91钢及宝钢T91锅炉钢管化学成分见表。化学成分决定钢的力学性能,标准只是给出了一个大概的成分范围,要想取得最佳的性能配合,就需要对成分进行优化和控制,经过宝钢试验研究的实践,对国外生产厂家实物质量的调研分析以及借鉴国内厂家试制和评定的结果,宝钢最终对制约性能的关键元素提出了控制要求,取得了良好的效果。


    T91钢的室温性能规定了强度的下限值和硬度的上限值,过高的硬度不利于不锈钢管的加工.它是在9CrlMo钢的基础上添加V Nb N合金元素,形成MC相沉淀强化,大大提高热强性9%的Cr含量在提高抗氧化性的同时也通过周溶强化提高铁素体的强度和硬度,因此,为了把硬度(HB)控制在≤225,Cr含量应控制在996以下.T91钢中Al Ni等残余元素含量过高,可造成弥散相Nb V(C N)分布不均匀和体积份额的降低,从而引起蠕变断裂强度的降低,另外,硫(S)是引起原晶界弱化的主要杂质元素,是导致T91钢蠕变脆化的主要原因,同时,试验研究还表明,在T91钢中,随V含量的增加持久强度将下降。因此,宝钢在制定T91钢内控化学成分时,吸取了以往国内厂家研制的经验和教训.在ASME SA-213 T91标准和GB5310-1995标准的基础上,又对国外所生产的50炉T91钢化学成分进行了分析和比较,并根据宝钢的实际冶炼条件确定了宝钢T91钢化学成分,由于宝钢T91钢实施了严格的化学成分控制,宝钢T91钢在625℃10万小时的持久强度可达71. 8MPa.完全满足ASlvIE SA—2L3标准与GB5310-1995标准68. 5MPa的要求。