T91 ഉയർന്ന മർദ്ദം സ്റ്റീൽ പൈപ്പ് ഗുണനിലവാര ഉറപ്പ്
അമേരിക്കൻ നാഷണൽ എലിഫന്റ് റിഡ്ജ് ലബോറട്ടറിയും അമേരിക്കൻ ജ്വലന എഞ്ചിനീയറിംഗ് കമ്പനിയുടെ മെറ്റലർജിക്കൽ മെറ്റീരിയൽസ് ലബോറട്ടറിയും വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത ഒരു പുതിയ തരം മാർട്ടൻസിറ്റിക് ഹീറ്റ്-റെസിസ്റ്റന്റ് സ്റ്റീലാണ് T91 സ്റ്റീൽ. 9Cr1MoV സ്റ്റീലിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ, ഇത് കാർബൺ ഉള്ളടക്കം കുറയ്ക്കുന്നു, സൾഫറിന്റെയും ഫോസ്ഫറസിന്റെയും ഉള്ളടക്കം കർശനമായി പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നു, കൂടാതെ അലോയ് ചെയ്യുന്നതിനായി ചെറിയ അളവിൽ വനേഡിയവും നിയോബിയവും ചേർക്കുന്നു.
T91 സ്റ്റീലുമായി ബന്ധപ്പെട്ട T91 സീംലെസ്സ് സ്റ്റീൽ പൈപ്പിന്റെ സ്റ്റീൽ ഗ്രേഡ് ജർമ്മനിയിൽ x10crmovnnb91, ജപ്പാനിൽ hcm95, ഫ്രാൻസിൽ tuz10cdvnb0901 എന്നിവയാണ്.
ഘടകം ഉള്ളടക്കം
എസ് ≤0.01
Si 0.20-0.50
Cr 8.00-9.50
മോ 0.85-1.05
വി 0.18-0.25
Nb 0.06-0.10
N 0.03-0.07
നി ≤0.40
T91 സ്റ്റീലിലെ ഓരോ അലോയ് മൂലകവും സോളിഡ് ലായനി ശക്തിപ്പെടുത്തുന്നതിനും ചിതറിക്കൽ ശക്തിപ്പെടുത്തുന്നതിനും സ്റ്റീലിന്റെ ഓക്സിഡേഷൻ പ്രതിരോധവും നാശ പ്രതിരോധവും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനും പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. നിർദ്ദിഷ്ട വിശകലനം ഇപ്രകാരമാണ്.
①ഉരുക്കിലെ സോളിഡ് ലായനി ശക്തിപ്പെടുത്തുന്നതിനുള്ള ഏറ്റവും വ്യക്തമായ ഘടകമാണ് കാർബൺ. കാർബൺ ഉള്ളടക്കം വർദ്ധിക്കുന്നതോടെ, സ്റ്റീലിന്റെ ഹ്രസ്വകാല ശക്തി വർദ്ധിക്കുകയും പ്ലാസ്റ്റിറ്റിയും കാഠിന്യവും കുറയുകയും ചെയ്യുന്നു. T91 പോലുള്ള മാർട്ടൻസിറ്റിക് സ്റ്റീലിനായി, കാർബൺ ഉള്ളടക്കത്തിന്റെ വർദ്ധനവ് കാർബൈഡിന്റെ സ്ഫെറോയിഡൈസേഷനും കൂട്ടിച്ചേർക്കലും ത്വരിതപ്പെടുത്തുകയും അലോയ് മൂലകങ്ങളുടെ പുനർവിതരണം ത്വരിതപ്പെടുത്തുകയും സ്റ്റീലിന്റെ വെൽഡബിലിറ്റി, നാശ പ്രതിരോധം, ഓക്സിഡേഷൻ പ്രതിരോധം എന്നിവ കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യും. അതിനാൽ, ചൂട്-പ്രതിരോധശേഷിയുള്ള സ്റ്റീൽ സാധാരണയായി കാർബൺ ഉള്ളടക്കം കുറയ്ക്കാൻ ആഗ്രഹിക്കുന്നു, എന്നിരുന്നാലും, കാർബൺ ഉള്ളടക്കം വളരെ കുറവാണെങ്കിൽ, സ്റ്റീലിന്റെ ശക്തി കുറയും. 12Cr1MoV സ്റ്റീലുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, T91 സ്റ്റീലിന്റെ കാർബൺ ഉള്ളടക്കം 20% കുറയുന്നു, ഇത് മേൽപ്പറഞ്ഞ ഘടകങ്ങളുടെ സ്വാധീനം സമഗ്രമായി പരിഗണിച്ചാണ് നിർണ്ണയിക്കുന്നത്.
②T91 സ്റ്റീലിൽ ട്രെയ്സ് നൈട്രജൻ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, നൈട്രജന്റെ പങ്ക് രണ്ട് വശങ്ങളിൽ പ്രതിഫലിക്കുന്നു. ഒരു വശത്ത്, സോളിഡ് ലായനി ശക്തിപ്പെടുത്തുന്നതിന്റെ പങ്ക് ഇത് വഹിക്കുന്നു. ഊഷ്മാവിൽ ഉരുക്കിലെ നൈട്രജന്റെ ലായകത വളരെ ചെറുതാണ്. വെൽഡിംഗ് ഹീറ്റിംഗ്, പോസ്റ്റ് വെൽഡ് ഹീറ്റ് ട്രീറ്റ്‌മെന്റ് പ്രക്രിയയിൽ, T91 സ്റ്റീലിന്റെ പോസ്റ്റ് വെൽഡ് ഹീറ്റ് ബാധിത മേഖലയിൽ VN സോളിഡ് ലായനിയും മഴ പെയ്യുന്ന പ്രക്രിയയും തുടർച്ചയായി സംഭവിക്കും: വെൽഡിംഗ് ചൂടാക്കുമ്പോൾ ചൂട് ബാധിച്ച മേഖലയിൽ രൂപം കൊള്ളുന്ന ഓസ്‌റ്റെനിറ്റിക് ഘടന കാരണം നൈട്രജന്റെ അളവ് വർദ്ധിക്കുന്നു. VN ന്റെ പിരിച്ചുവിടൽ, തുടർന്ന് സാധാരണ താപനില ഘടനയിൽ സൂപ്പർസാച്ചുറേഷൻ അളവ് വർദ്ധിക്കുന്നു, തുടർന്നുള്ള വെൽഡ് ചൂട് ചികിത്സയിൽ, നല്ല VN മഴയുണ്ട്, ഇത് മൈക്രോസ്ട്രക്ചർ സ്ഥിരത വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചൂട് ബാധിച്ച സോണിന്റെ നീണ്ടുനിൽക്കുന്ന ശക്തി മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു. മറുവശത്ത്, T91 സ്റ്റീലിൽ ചെറിയ അളവിൽ A1 അടങ്ങിയിട്ടുണ്ട്. നൈട്രജൻ ഉപയോഗിച്ച് A1N രൂപീകരിക്കാൻ കഴിയും. A1N 1100 ℃ ന് മുകളിലായിരിക്കുമ്പോൾ മാത്രമേ മാട്രിക്സിലേക്ക് ലയിക്കുകയുള്ളൂ, കുറഞ്ഞ താപനിലയിൽ വീണ്ടും പെയ്യുന്നു, ഇത് ഒരു നല്ല ഡിസ്പർഷൻ ശക്തിപ്പെടുത്തൽ പ്രഭാവം പ്ലേ ചെയ്യും.
③ഹീറ്റ്-റെസിസ്റ്റന്റ് സ്റ്റീലിന്റെ ഓക്സിഡേഷൻ പ്രതിരോധവും നാശന പ്രതിരോധവും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനാണ് ക്രോമിയം ചേർക്കുന്നത്. ക്രോമിയം ഉള്ളടക്കം 5% ൽ കുറവാണെങ്കിൽ, അത് 600 ℃-ൽ അക്രമാസക്തമായി ഓക്സിഡൈസ് ചെയ്യാൻ തുടങ്ങുന്നു, അതേസമയം ക്രോമിയം ഉള്ളടക്കം 5% വരെയാകുമ്പോൾ, ഇതിന് നല്ല ഓക്സിഡേഷൻ പ്രതിരോധമുണ്ട്. 12Cr1MoV സ്റ്റീലിന് 580 ℃-ൽ താഴെയുള്ള നല്ല ഓക്സിഡേഷൻ പ്രതിരോധമുണ്ട്, കൂടാതെ 600 ℃-ൽ 0.05 mm / A. നാശത്തിന്റെ ആഴം 0.05 mm / A ആണ്, പ്രകടനം മോശമാകാൻ തുടങ്ങുന്നു, കൂടാതെ നാശത്തിന്റെ ആഴം 0.13 mm / A. T91-ന്റെ ക്രോമിയം ഉള്ളടക്കം ഏകദേശം വർദ്ധിപ്പിക്കാം. 9%, സേവന താപനില 650 ℃ വരെ എത്താം. മാട്രിക്സിൽ കൂടുതൽ ക്രോമിയം ലയിപ്പിക്കുക എന്നതാണ് പ്രധാന അളവ്.
④വനേഡിയവും നിയോബിയവും ശക്തമായ കാർബൈഡ് രൂപീകരണ മൂലകങ്ങളാണ്. കൂടാതെ, അവർക്ക് കാർബൺ ഉപയോഗിച്ച് മികച്ചതും സുസ്ഥിരവുമായ അലോയ് കാർബൈഡുകൾ രൂപപ്പെടുത്താൻ കഴിയും, ഇത് ശക്തമായ ഡിസ്പർഷൻ ശക്തിപ്പെടുത്തൽ ഫലമുണ്ടാക്കുന്നു.
⑤ ഉരുക്കിന്റെ താപ ശക്തി മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനും സോളിഡ് ലായനി ശക്തിപ്പെടുത്തുന്നതിനും വേണ്ടിയാണ് മോളിബ്ഡിനം പ്രധാനമായും ചേർക്കുന്നത്.
T91 ന്റെ അവസാന താപ ചികിത്സ സാധാരണവൽക്കരണം + ഉയർന്ന താപനില ടെമ്പറിംഗ് ആണ്. നോർമലൈസിംഗ് താപനില 1040 ℃ ആണ്, ഹോൾഡിംഗ് സമയം 10 മിനിറ്റിൽ കുറയാത്തതാണ്, ടെമ്പറിംഗ് താപനില 730 ~ 780 ℃ ആണ്, ഹോൾഡിംഗ് സമയം 1 മണിക്കൂറിൽ കുറയാത്തതാണ്. അവസാനത്തെ ചൂട് ചികിത്സയ്ക്കു ശേഷമുള്ള മൈക്രോസ്ട്രക്ചർ ടെമ്പർഡ് മാർട്ടൻസൈറ്റ് ആണ്.
ഊഷ്മാവിൽ T91 സ്റ്റീലിന്റെ ടൻസൈൽ ശക്തി ≥ 585 MPa, ഊഷ്മാവിൽ വിളവ് ശക്തി ≥ 415 MPa, കാഠിന്യം ≤ 250 Hb, നീളം (50 mm ഗേജ് ദൂരമുള്ള സാധാരണ വൃത്താകൃതിയിലുള്ള സാമ്പിൾ) ≥ 20%, അനുവദനീയമായ സമ്മർദ്ദ മൂല്യം [σ]= 650 30 MPa.
അന്താരാഷ്ട്ര വെൽഡിംഗ് സൊസൈറ്റി ശുപാർശ ചെയ്യുന്ന കാർബൺ തുല്യമായ ഫോർമുല അനുസരിച്ച്, T91 ന്റെ കാർബൺ തുല്യമാണ്
T91 ന് വെൽഡബിലിറ്റി കുറവാണെന്ന് കാണാൻ കഴിയും.
T91 സ്റ്റീൽ തണുത്ത വിള്ളലിന്റെ ഒരു വലിയ പ്രവണതയാണ്, ചില വ്യവസ്ഥകളിൽ കാലതാമസമുള്ള വിള്ളലിന് സാധ്യതയുണ്ട്. അതിനാൽ, വെൽഡിങ്ങ് കഴിഞ്ഞ് 24 മണിക്കൂറിനുള്ളിൽ വെൽഡിഡ് ജോയിന്റ് ടെമ്പർ ചെയ്യണം. വെൽഡിങ്ങിനു ശേഷമുള്ള T91 ന്റെ മൈക്രോസ്ട്രക്ചർ പ്ലേറ്റും സ്ട്രിപ്പ് മാർട്ടെൻസൈറ്റ് ആണ്, ഇത് ടെമ്പറിംഗിന് ശേഷം ടെമ്പർഡ് മാർട്ടെൻസൈറ്റായി മാറ്റാം, കൂടാതെ അതിന്റെ ഗുണവിശേഷതകൾ പ്ലേറ്റിനേക്കാളും സ്ട്രിപ്പ് മാർട്ടൻസിറ്റിനേക്കാളും മികച്ചതാണ്. ടെമ്പറിംഗ് താപനില കുറവായിരിക്കുമ്പോൾ, ടെമ്പറിംഗ് ഇഫക്റ്റ് വ്യക്തമല്ല, കൂടാതെ വെൽഡ് മെറ്റൽ പ്രായവും പൊട്ടലും എളുപ്പമാണ്; ടെമ്പറിംഗ് താപനില വളരെ ഉയർന്നതാണെങ്കിൽ (AC1 ലൈൻ കവിയുന്നു), തുടർന്നുള്ള തണുപ്പിക്കൽ പ്രക്രിയയിൽ ജോയിന്റ് വീണ്ടും ഓസ്റ്റെനിറ്റൈസ് ചെയ്യുകയും വീണ്ടും കഠിനമാക്കുകയും ചെയ്യാം. അതേ സമയം, ഈ പേപ്പറിൽ നേരത്തെ സൂചിപ്പിച്ചതുപോലെ, ടെമ്പറിംഗ് താപനില നിർണ്ണയിക്കുന്നതിൽ സംയുക്ത മൃദുല പാളിയുടെ സ്വാധീനം പരിഗണിക്കണം. പൊതുവായി പറഞ്ഞാൽ, T91 ന്റെ ടെമ്പറിംഗ് താപനില 730 ~ 780 ℃ ആണ്.
വെൽഡിങ്ങിന് ശേഷമുള്ള T91 ന്റെ ടെമ്പറിംഗ് സ്ഥിരമായ താപനില സമയം 1 മണിക്കൂറിൽ കുറവായിരിക്കരുത്, അതിനാൽ അതിന്റെ ഘടനയുടെ പൂർണ്ണമായ പരിവർത്തനം ടെമ്പർഡ് മാർട്ടെൻസൈറ്റായി ഉറപ്പാക്കും.
T91 സ്റ്റീൽ വെൽഡിഡ് ജോയിന്റിന്റെ ശേഷിക്കുന്ന സമ്മർദ്ദം കുറയ്ക്കുന്നതിന്, തണുപ്പിക്കൽ നിരക്ക് 5 ℃ / മിനിറ്റിൽ താഴെ നിയന്ത്രിക്കണം. T91 സ്റ്റീലിന്റെ വെൽഡിംഗ് പ്രക്രിയ ചിത്രം 3 ൽ കാണിക്കാം.
പ്രീഹീറ്റ് 200 ~ 250 ℃; ② വെൽഡിംഗ്, ഇന്റർലേയർ താപനില 200 ~ 300 ℃; ③ വെൽഡിങ്ങിനു ശേഷമുള്ള തണുപ്പിക്കൽ, 80 ~ 100 ℃ / h വേഗതയിൽ; 1 മണിക്കൂറിന് ④ 100 ~ 150 ℃; ⑤ 1 മണിക്കൂറിന് 730 ~ 780 ℃ ടെമ്പറിംഗ്; ⑥ 5 ℃ / മിനിറ്റിൽ കൂടാത്ത നിരക്കിൽ തണുപ്പിക്കുക.
T91 സ്റ്റീൽ അലോയ്‌യിംഗ് തത്വത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു, പ്രത്യേകിച്ച് നിയോബിയം, വനേഡിയം തുടങ്ങിയ ചെറിയ അളവിലുള്ള മൂലകങ്ങൾ ചേർക്കുന്നു. 12 cr1mov സ്റ്റീലുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ അതിന്റെ ഉയർന്ന താപനില ശക്തിയും ഓക്സിഡേഷൻ പ്രതിരോധവും വളരെയധികം മെച്ചപ്പെട്ടു, പക്ഷേ അതിന്റെ വെൽഡിംഗ് പ്രകടനം മോശമാണ്.
T91 സ്റ്റീലിന് കോൾഡ് ക്രാക്കിന്റെ വലിയ പ്രവണതയുണ്ടെന്ന് പിൻ ടെസ്റ്റ് കാണിക്കുന്നു. പ്രീ ഹീറ്റിംഗ് 200 ~ 250 ℃, ഇന്റർലെയർ താപനില 200 ~ 300 ℃ എന്നിവ തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നത് തണുത്ത വിള്ളലിനെ ഫലപ്രദമായി തടയും.
പോസ്റ്റ് വെൽഡ് ചൂട് ചികിത്സയ്ക്ക് മുമ്പ് T91 1 മണിക്കൂർ നേരത്തേക്ക് 100 ~ 150 ℃ വരെ തണുപ്പിക്കണം; ടെമ്പറിംഗ് താപനില 730 ~ 780 ℃, ഹോൾഡിംഗ് സമയം 1 മണിക്കൂറിൽ കുറയാതെ.
മേൽപ്പറഞ്ഞ വെൽഡിംഗ് പ്രക്രിയ 200 മെഗാവാട്ട്, 300 മെഗാവാട്ട് ബോയിലറുകളുടെ നിർമ്മാണത്തിലും ഉൽപാദന രീതിയിലും പ്രയോഗിച്ചു, തൃപ്തികരമായ ഫലങ്ങളും മികച്ച സാമ്പത്തിക നേട്ടങ്ങളും.
