9%Cr钢厚壁管道局部焊后热处理温度场的数值模拟

基于热源追踪法开发了一个能够根据控温点温度自动调整热输入的有限元程序.使用该程序模拟了9%Cr钢管道的局部焊后热处理温度场分布,并进行了试验验证.结果表明,模拟结果与试验结果吻合良好.热处理温度场沿管道轴向呈近似抛物线状分布,沿径向呈近似线性分布.距焊缝中心两倍壁厚范围内,管道内外壁温差均约为17～18℃.按照目前国内焊后热处理规程推荐的参数进行热处理,均温区宽度能够满足要求,可以保证整个接头的热处理效果.根据温度场分布,还确定了与管道内壁焊缝中心温度相同的外壁等效点位置,以监测热处理过程中管道内壁温度的变化.

影响9%Cr钢硬度测试结果差异性的因素分析

通过对9%Cr钢供货态试样进行760℃×5h和810℃×5h模拟焊后热处理,然后对试样分别在现场测试条件下进行里氏硬度测试及在实验室条件下进行布氏硬度测试,比较了两种测试方法测得数值之间的差异。另外,还讨论了试样表面的粗糙度及表面脱碳层对试样表面硬度测试结果的影响。结果表明:里氏硬度计测得的值比布氏硬度计测得的值偏低且试样表面的粗糙度越大硬度测得值越分散。

9%Cr钢表面激光熔覆1CrMo合金层的力学性能研究

为了解决9%Cr钢汽轮机转子轴颈堆焊1CrMo合金时,由于稀释率大、热输入高导致的新转子轴径表面降Cr质量分数效率低和磨损后不适合局部修复的问题,采用激光熔覆技术替代堆焊,在9%Cr钢表面进行了1CrMo合金激光熔覆试验,并对熔覆层组织结构和性能进行了测试分析。结果表明:激光熔覆技术可在9%Cr钢表面制备成形质量及力学性能良好的1CrMo合金熔覆层,熔覆层组织主要由铁素体和颗粒状碳化物组成;与堆焊相比,激光熔覆可有效降低基体对熔覆层的稀释率,提高表面降Cr质量分数效率;与基体材料相比,1CrMo合金熔覆层强度略低,但塑韧性更好,力学性能达到9%Cr钢汽轮机转子轴颈设计要求。

9%Cr钢表面激光熔覆制备低Cr合金改性层组织及Cr含量分析

目的通过对比分析1CrMo合金激光熔覆和埋弧堆焊层中Cr元素含量分布,研究激光熔覆替代堆焊技术用于9%Cr钢汽轮机转子轴颈表面改性的可行性。方法采用与1CrMo合金焊丝成分相同的合金粉末作为激光熔覆材料,利用半导体激光熔覆系统在9%Cr钢表面制备低Cr合金熔覆层。用直读光谱仪、金相显微镜、扫描电镜和显微硬度计等仪器,分析熔覆层中Cr含量分布、熔覆层组织结构和性能,并与堆焊层进行了对比。结果利用激光熔覆技术成功在9%Cr钢表面制备了不同厚度、无缺陷的1CrMo合金熔覆层,熔覆层组织主要由铁素体和颗粒状碳化物相构成。多层熔覆层硬度在220~250HV0.3之间,与基体硬度接近。激光熔覆可有效减少基体对熔覆层的稀释,熔覆层中Cr含量降低明显,在熔覆层约2 mm厚处的Cr含量已低于2%的工作面Cr含量要求,而堆焊需8 mm左右才能达到相同的降Cr效果,激光熔覆所需熔覆层数明显少于埋弧堆焊法的堆焊层数。结论与堆焊相比,激光熔覆用于9%Cr钢汽轮机转子轴颈表面改性需熔覆层数少,表面降Cr效率更高。

国内外焊后热处理标准对新型9%Cr热强钢管道的适用性

通过对4种国内外管道焊后热处理标准推荐加热宽度的比较,结合2种典型规格P91、P92钢管道的局部焊后热处理试验,分析讨论了现有标准对新型9%Cr热强钢管道的适用性。结果表明,现有标准对9%Cr钢管道焊后热处理加热宽度的选取存在较大的差异,对于管壁相对较薄的管道,电力标准、欧盟标准和美国标准推荐的加热宽度比较接近,且可以满足9%Cr钢内、外壁温差控制要求,而华能导则推荐的加热宽度明显偏大;对于厚壁管道,现有标准均难以满足9%Cr钢内、外壁温差的苛刻要求。建议对现有焊后热处理标准进行补充完善,以更好地指导新型9%Cr热强钢管道的现场安装。

锅炉管道用9-12%Cr钢Larson-Miller公式C参数确定

采用数据统计和分析的方法,对火电高温锅炉管道用的9-12%Cr钢Larson-Miller公式中C参数进行了优化。给出了T91/P91、T92/P92和T122/P122的Larson-Miller公式中的最佳C参数值,并分析了它们的持久性能数据的可靠性。

Si含量对9%Cr铁素体马氏体钢Laves相析出行为和冲击性能的影响

铁素体马氏体(F/M)钢是铅冷快堆堆芯的主要候选材料之一,提高F/M钢中的Si含量可提高其抗腐蚀性能,但会促进Laves相的析出从而影响其塑韧性。针对5种Si含量(0.34~1.20 mass%)的9%Cr F/M钢,开展了600℃下热老化不同时间的试验,研究了Si含量对其Laves相析出行为和冲击性能的影响。结果表明:热老化250 h后,5种Si含量的F/M钢均在原奥氏体晶界和马氏体板条界面上析出了不规则颗粒状为主的Laves相;随着热老化时间的增加,Laves相面积分数先增加后保持稳定,而平均直径逐渐增加。相同的热老化时间下,Laves相的密度和面积分数随Si含量的增加逐渐增加,但随着Si含量的增加,Si含量的影响呈现逐步减弱的趋势,当Si含量达到0.98 mass%后,进一步增加Si含量不会显著影响Laves相的析出行为。Si含量对Laves相的平均直径、粗化速度和化学成分的影响不显著,Laves相在600℃下的粗化速度约为8.5 nm/h^(1/3)。热老化250 h后,不同Si含量的F/M钢冲击性能均显著退化;相同热老化时间下,F/M钢的冲击性能随Si含量的增加有下降的趋势,Laves相的析出是冲击性能退化的主要原因。

Si含量对9%Cr铁素体马氏体钢微观结构和力学性能的影响

铁素体马氏体(F/M)钢是铅冷快堆堆芯的主要候选材料之一,提高Si含量可提高其抗腐蚀性能,但影响其微观结构和力学性能。为研发兼顾力学性能和抗腐蚀性能的高Si含量F/M钢,本文对Si含量(质量分数为0.34%、0.61%、0.80%、0.98%和1.20%)对9%Cr F/M钢微观结构和力学性能的影响进行了研究。结果显示,室温下通过正火(1050℃,0.5 h,空冷)+回火(760℃,1.5 h,空冷)热处理制备的F/M钢均为全马氏体组织。钢的屈服强度和抗拉强度均随Si含量的增加而增加。Si含量对钢的组织及冲击性能的影响可分为两个阶段,当F/M钢中Si含量为0.34%~0.80%时,其组织、冲击性能变化很小;Si含量为0.98%~1.20%时,F/M钢中的第二相尺寸、数量增加,沿马氏体板条界面析出少量的Laves相,F/M钢的冲击韧性降低。本研究9%Cr F/M钢中Si元素的最优添加量应低于0.8%,使钢在保持较高强度的同时兼具良好的韧性。

激光共焦扫描显微镜及其在9%～12%Cr钢微观组织观察中的应用

采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜及激光共焦扫描显微镜(LEXT)对9%～12%Cr马氏体耐热钢的微观组织形貌的分析表明,LEXT具有更高的分辨率和放大倍率,可用来观察样品表面亚微米程度(0.2μm)的三维形态和形貌,又可以测量微小尺寸。LEXT在进行9%～12%Cr钢制高温承压部件微观组织老化规律研究和金属监督检验等方面具有明显的优势和应用前景。

汽轮机转子用9-12%Cr钢发展情况综述

介绍了566～630℃等级9-12%Cr转子钢的化学成分、力学性能、制造工艺等特性和630～650℃等级转子钢的研究现状,对我国高参数汽轮机高温转子用9-12%Cr钢的研发和应用提出了建议。

9%～12%Cr钢在蠕变时效中析出相变化的研究

针对9%～12%Cr钢为含析出相M23C6和MX的回火马氏体组织,在高温蠕变或时效过程中会析出Laves相和Z相的情况,结合国内外对9%～12%Cr钢析出相的最新研究成果,详细分析了在蠕变时效过程中析出相的特征、析出规律和对蠕变开裂的影响。

9%～12%Cr马氏体钢蠕变疲劳寿命的影响因素研究

根据P92钢在600℃下、X12CrMoWVNbN10-1-1钢在620℃下以及P91钢在575℃下应力控制加载蠕变-疲劳交互作用试验数据,研究了9%~12%Cr马氏体钢蠕变-疲劳寿命的影响因素。研究发现,当保载时间较短时,保载时间越长,疲劳寿命越短,但当保载时间较长时,保载时间对疲劳寿命的影响可以忽略不计;保载时间较短时,疲劳寿命均与应力比成反比,但应力比对于疲劳寿命所产生的影响不大,且随着保载时间的增加而逐渐减弱。通过对比X12CrMoWVNbN10-1-1钢在620℃时的疲劳寿命与P92钢在600℃时的疲劳寿命发现,P92钢的疲劳寿命更长;当温度和应力比相同,最大应力为250 MPa的P91钢的疲劳寿命比最大应力为260 MPa的P91钢的疲劳寿命相对更短,因此温度和最大应力是影响9%~12%Cr马氏体钢蠕变-疲劳寿命的最主要因素。

焊接去应力处理对9%～12%Cr耐热铸钢性能的影响

通过对钢的去应力处理工艺，多次去心力处理对钢强度的影响，焊后热处理方式及焊材成分对钢的蠕蛮持久性能的影响等进行研究，得出9％～12％Cr铁素体耐热钢的特点，为研发新型铁素体耐热钢奠定基础。

9%Cr马氏体耐热钢C9MVW和5Co1焊条的研制

9%Cr马氏体耐热钢由于其优异的抗蠕变断裂性能,大量应用于火力发电汽轮机、锅炉及管道等设备的关键部位。C9MVW焊条及5Co1焊条是为匹配不同成分的母材,在9%Cr钢成分基础上分别添加适量的钨(W)元素及钴(Co)元素,以提高材料的抗高温蠕变性能及高温耐磨性能。两种焊条在全位置焊接时都具有良好的焊接性,且化学成分、力学性能及扩散氢含量均满足指标设计要求,高温持久强度经过专业机构测定均满足应用要求。

9% Cr钢大口径厚壁管焊后热处理降温改进措施研究

介绍了9%Cr钢大口径厚壁管焊后热处理降温过程中常见的问题,分析了问题产生的原因,提出了改进措施并进行了对比试验,通过改变保温棉包覆方式,有效地解决了9%Cr钢大口径厚壁管焊后热处理降温后期降温速率变低的问题,提高了焊后热处理的质量和效率。

9%～12% Cr钢Ⅳ型开裂与软化区对比实验

选用SA335-P92钢管,采取GTAW+SMAW+SAW的焊接方法获取焊接接头,利用SAW的较大热输入,获得了具有较宽热影响区的试验接头。通过高温低应力的持久试验获取发生Ⅳ型开裂的试样,在扫描电镜下确定蠕变孔洞的出现位置,并通过测试整个热影响区显微硬度找出了软化区,比较了二者位置关系。试验表明:高温低应力下产生的Ⅳ开裂主要发生在热影响区的细晶区,其直接原因为蠕变孔洞,与热影响区的软化区没有直接关系。

超厚壁新型耐热钢管道局部热处理温度场的研究

文中通过模拟工况试验,研究了厚壁9%Cr钢管道焊后热处理温度场的分布情况。试验结果表明:在焊后热处理过程中,管道内、外壁温度沿轴向呈抛物线状分布。在均温区内,管道内、外壁温度与设定温度值接近,随着距加热中心距离的增大,温度迅速降低。在本次试验中,外壁距加热中心约1.6倍壁厚处温度与内壁加热中心温度在升温和恒温阶段都保持大致相同,这说明工程中利用“等效点”的方法来监测热处理过程内壁加热中心温度的方法是可行的。对于本次试验,管道内壁并没有达到新型9%Cr钢要求的740℃高温回火温度的下限,试验数据说明:对于本次选取规格的钢管,按美国AWS D10.10/10.10M—1999(R2009)标准规定的加热宽度偏小。

电站锅炉受热面部件中9%～12%Cr钢管硬度统计过程控制

根据新版DL/T 438-2016《火力发电厂金属技术监督规程》的相关规定,对T91/P91、T92/P92、T122/P122等9%～12%Cr钢母材及焊缝硬度(出厂硬度)指标进行调整,为保证产品硬度满足要求,采取统计过程控制(SPC),通过相应的工艺措施进行改善,使出厂硬度满足要求。

9-12%Cr钢的强化机理

9-12%Cr钢的强化机理为析出强化、弥散强化和位错强化。分布于原奥氏体晶界、板条界等位置的M23C6及板条内部弥散分布的MX是主要强化相,特定条件下的Laves相也会起强化作用。伴随着M23C6的聚集长大、MX的粗化及Z相的析出,马氏体发生回复,位错运动障碍减小,蠕变性能逐渐下降。微合金元素C、N、Ti、V、B的加入可以控制M23C6及MX数量及分布形态,从而抑制马氏体板条的回复及增加位错运动障碍,保持9-12%Cr钢的蠕变性能。

热处理对ZG1Cr10MoVNbN组织和力学性能的影响

超临界汽轮机高压内缸材料的力学性能的提高是超临界汽轮机技术进步的一个重要组成部分。针对这方面的要求,进行超临界汽轮机高中压汽缸材料的力学性能的研究,为设计制造高性能的超临界汽轮机提供可靠的数据依据。