10Cr9Mo1VNbN钢管焊接及热处理工艺研究

10Cr9Mo1VNbN钢是制造锅炉炉管的优质原材料,存在焊接性较差,对热处理温度很敏感,有较大冷裂倾向,焊后易检出焊缝区及热影响区冲击韧性、硬度等力学性能指标不合格等问题。研究了10Cr9Mo1VNbN钢管的焊接工艺,通过焊接试验和焊接工艺评定优化了焊接工艺以及热处理工艺参数,提升了10Cr9Mo1VNbN钢管的焊接质量,可为类似材质产品的焊接提供焊接工艺参考。

10Cr9Mo1VNb与12Cr1MoVG异种钢焊接及热处理工艺探讨

锅炉及蒸汽管道检修改造过程中经常遇到厚壁管异种钢的焊接,为了保证焊接质量,根据标准规范选用合适的焊接材料、采用合适的焊接及热处理工艺,获得了优良的焊接接头,保证管线的安全可靠运行,希望能为以后类似管道焊接及热处理工艺的确定提供一些参考。

10Cr9Mo1VNbN钢冷却过程中的组织转变

采用热膨胀仪测量10Cr9Mo1VNbN钢在不同冷却速度下的连续转变行为。利用硬度计测试不同冷却速度下的维氏硬度,利用金相显微镜和扫描电子显微镜观察不同冷却速度下的显微组织,分析组织的演变规律。结果表明,10Cr9Mo1VNbN钢的硬度值随着冷却速度的增加而增加;当冷却速度较小时,10Cr9Mo1VNbN钢显微组织以铁素体为主,有少量马氏体析出,随着冷却速度增加,先共析铁素体的含量降低,直至组织全部转变为马氏体。

10Cr9Mo1VNbN钢无应力时效的组织与性能研究

采用透射电镜、扫描电镜等方法 ,研究了 10Cr9Mo1VNbN钢正火高温回火后 ,在 5 80℃～ 6 6 0℃经 0～ 5 0 0 0h时效的组织和性能的关系。结果表明 :该钢在时效初期阶段 (2 0 0 0h以内 ) ,力学性能有呈规律性的波动 ,尤其是在 5 0 0～ 10 0 0h,强度和冲击韧度值出现最低值 ,硬度出现最大值等现象 ,证明与粗大的碳化物沿原奥氏体晶界呈连续网状析出及碳化物聚集成树枝和鱼骨状分布有关。时效时间超过 30 0 0h以后 ,碳化物的大小、形态和分布基本保持不变 。

焊接温度对10Cr9Mo1VNb钢TLP接头性能的影响

采用氩气保护,在1230～1260℃、3～5MPa下,用镍基合金作中间层对10Cr9Mo1VNb钢管进行瞬时液相扩散焊,分析了不同焊接温度对其接头力学性能和显微组织的影响。结果表明:在焊接温度为1240℃时,接头的组织与母材最接近,力学性能最好。得出:中间层的扩散速度与焊接温度呈正比,母材的成分对焊接温度选择有重要影响。

10Cr9Mo1VNb钢高温时效后的性能及组织研究

对10Cr9Mo1VNb钢进行了高温时效试验和时效后的室温力学性能、显微组织研究。结果表明:10Cr9Mo1VNb钢在625℃10000h高温时效后室温下σb为650MPa,与时效前的660MPa相比,仅降低了1.5%左右。透射电镜分析表明,基体析出大量弥散M23C6和MC相是10Cr9Mo1VNb钢具有优良性能的主要原因。

预热温度对10Cr9Mo1VNbN钢接头组织和性能的影响

通过对不同预热温度下E9015-B9焊条焊接10Cr9Mo1VNbN钢焊接接头的组织和硬度分布进行分析,并通过插销试验测试了10Cr9Mo1VNbN钢焊接接头的冷裂纹倾向。结果表明:室温下HAZ组织为马氏体+残余奥氏体,焊缝区组织为马氏体+铁素体;预热到100℃时,HAZ组织为回火马氏体+少量贝氏体,焊缝区组织为回火马氏体+铁素体+少量贝氏体;预热到150℃时,HAZ为回火马氏体+贝氏体,焊缝区组织为马氏体+铁素体+贝氏体;焊接接头的硬度呈马鞍形变化趋势,HAZ硬度最高,母材区硬度最低;随着预热温度的升高,焊接接头的硬度整体呈现下降趋势;焊接接头的临界断裂应力随预热温度的提高而增大,在室温和100℃下插销试验的临界断裂应力较小,10Cr9Mo1VNbN钢的冷裂纹倾向较大,预热150℃时,焊接接头临界断裂应力明显提高,高达667 MPa。

中间层对10Cr9Mo1VNb钢管TLP连接接头组织和性能的影响

分别用自制I01,I02和I03Ni基合金作中间层对10Cr9Mo1VNb钢管进行TLP连接,分析了不同中间层对10Cr9Mo1VNb钢管TLP连接接头的力学性能和显微组织的影响。研究表明,在合理的工艺参数下,用I03作中间层TLP连接10Cr9Mo1VNb钢管,接头组织与母材的接近,抗拉强度和抗弯强度超过母材;在中间层的选用过程中,除化学成分要接近母材外,降熔元素的含量也是关键因素之一。

10Cr9Mo1VNb钢TLP接头高温力学性能

10Cr9Mo1VNb钢管多用于高温环境,采用TLP焊接10Cr9Mo1VNb钢,分别在650℃、680℃保温500 h,分析了不同保温温度下10Cr9Mo1VNb钢管TLP焊接头的显微组织和力学性能。试验结果表明:当保温温度为650℃时,TLP焊接接头的力学性能略下降,晶粒增大,晶间出现了少量碳化物聚集。得出M23C6碳化物是10Cr9Mo1VNb钢管TLP焊接头保持高温力学性能稳定性的重要因素;但当保温温度达到680℃,碳化物的积聚程度增加,Cr、Mo在a-Fe中的扩散能力有所增加,微量Cr、Mo迁移到碳化物中,导致固溶强化减弱,接头高温力学性能稳定性下降。

10Cr9Mo1VNb钢管的瞬时液相扩散连接与TIG+SMAW焊对比分析

针对目前应用熔焊方法连接管道的不足,介绍了管道的瞬时液相扩散连接(TLP连接)技术。分别对10Cr9Mo1VNb钢管采用TLP连接和TIG+SMAW焊,对比分析了10Cr9Mo1VNb钢管TLP连接和TIG+SMAW焊在外观、接头强度和生产率、成本、劳动卫生等方面的优劣。结果表明,10Cr9Mo1VNb钢管TLP连接外观较好,接头强度高,生产率、成本、劳动卫生好,管道的TLP连接具有良好的应用前景。

10Cr9Mo1VNb锻造退火后开裂分析

近年来,10Cr9Mo1VNb在锻造退火出炉后,多次出现锻材炸裂现象,严重影响了锻材生产质量。本文通过对开裂锻材取样分析试验,对其显微组织、低倍进行观察,并取样进行热处理,通过不同的热处理制度对其组织的转变和硬度的检测等找出开裂的原因,并以此确定退火工艺。

热处理次数对10Cr9Mo1VNbN焊缝性能影响

针对某热电厂600 MW超临界机组在基建过程中发生多起10Cr9Mo1VNbN钢材焊缝因焊接质量不合格而挖补返修,并需对挖补位置进行热处理情况,对10Cr9Mo1VNbN焊缝允许的热处理次数进行了研究。通过多次热处理及拉伸、冲击、硬度、金相试验,表明多次热处理对焊缝接头的综合性能没有明显的劣化作用,但处理次数应控制在4次以内。

10Cr9Mo1VNbN钢大直径三通锻件的硬度规定值取值分析

针对10Cr9Mo1VNbN钢大直径三通锻件的布氏硬度规定值取值问题,对部分同种材料锻件的布氏硬度与抗拉强度数据进行了统计分析,并给出了布氏硬度与抗拉强度换算的关系公式;对600 MW超临界机组安装现场F91(即10Cr9Mo1VNbN)钢大直径锻制三通成品进行了表面硬度测试以验证其硬度均匀性。在参照国内外相关标准对同类材料硬度规定的基础上,研究分析确定:10Cr9Mo1VNbN钢大直径三通锻件的布氏硬度应控制在190~248 HBW,同一锻件的硬度均匀性偏差应不大于40HBW。

焊后热处理对热丝TIG焊接10Cr9Mo1VNb锅炉用钢组织性能的影响

对10Cr9Mo1VNb锅炉用钢进行了热丝TIG多层多道焊接试验,并对焊接接头进行不同温度(740~790℃)和不同时间(1~4 h)的焊后热处理,采用硬度、金相、室温拉伸以及夏比摆锤冲击、SEM等试验手段分析了焊后热处理对接头组织性能的影响。结果表明,焊后热处理可以把焊接过程中接头形成的马氏体转变为回火马氏体,从而使接头各个区域的组织性能的均匀性得到明显改善。在740℃下进行热处理,随着热处理时间增加,强度小幅度降低,塑性与韧性均得到进一步改善。而在790℃下进行热处理,强度、塑性和韧性会随着时间的增加而降低,这主要是因为接头中M_(23)C_(6)型碳化物发生了粗化。

10Cr9 Mo1 VNb钢冲击断裂机理

采用小能量示波冲击法和金相法,研究了10Cr9Mo1VNb钢冲击断裂时裂纹的萌生、生长与扩展.结果表明:10Cr9Mo1VNb钢裂纹生长机理是裂纹前沿和孔洞之间以颈缩聚合的方式相连,裂纹生长速率缓慢;裂纹扩展其机理是裂纹前沿和孔洞之间以剪切裂纹的方式相连,裂纹扩展速率很快.裂纹的临界破断为尺寸2mm左右,临界冲击功为114J左右.

P91管道的焊接工艺

通过对山西潞安矿业(集团)有限责任公司高硫煤清洁利用油化电热一体化示范项目全厂工艺及供热外管的高压蒸汽(HS)系统P91材质的管道材质分析,评定管道焊接工艺,从而制定了正确的焊接施工工艺,保证了该项目P91管道的焊接质量,为类似的管道焊接提供了技术工艺参数,具有很好的推广应用价值。