T91 ઉચ્ચ દબાણ સ્ટીલ પાઇપ ગુણવત્તા ખાતરી
T91 સ્ટીલ એ અમેરિકન નેશનલ એલિફન્ટ રિજ લેબોરેટરી અને અમેરિકન કમ્બશન એન્જિનિયરિંગ કંપનીની મેટલર્જિકલ મટિરિયલ્સ લેબોરેટરી દ્વારા વિકસિત માર્ટેન્સિટિક હીટ-રેઝિસ્ટન્ટ સ્ટીલનો નવો પ્રકાર છે. 9Cr1MoV સ્ટીલના આધારે, તે કાર્બનનું પ્રમાણ ઘટાડે છે, સલ્ફર અને ફોસ્ફરસની સામગ્રીને સખત રીતે મર્યાદિત કરે છે, અને એલોયિંગ માટે વેનેડિયમ અને નિઓબિયમની થોડી માત્રા ઉમેરે છે.
T91 સ્ટીલને અનુરૂપ T91 સીમલેસ સ્ટીલ પાઇપનો સ્ટીલ ગ્રેડ જર્મનીમાં x10crmovnnb91, જાપાનમાં hcm95 અને ફ્રાન્સમાં tuz10cdvnb0901 છે.
તત્વ સામગ્રી
S ≤0.01
સી 0.20-0.50
Cr 8.00-9.50
મો 0.85-1.05
વી 0.18-0.25
Nb 0.06-0.10
એન 0.03-0.07
ની ≤0.40
T91 સ્ટીલમાં દરેક એલોય તત્વ સોલિડ સોલ્યુશનને મજબૂત કરવા, વિક્ષેપને મજબૂત કરવા અને સ્ટીલના ઓક્સિડેશન પ્રતિકાર અને કાટ પ્રતિકારને સુધારવાની ભૂમિકા ભજવે છે. વિશિષ્ટ વિશ્લેષણ નીચે મુજબ છે.
①કાર્બન એ સ્ટીલમાં ઘન સોલ્યુશનને મજબૂત બનાવવાનું સૌથી સ્પષ્ટ તત્વ છે. કાર્બનનું પ્રમાણ વધવાથી, સ્ટીલની ટૂંકા ગાળાની તાકાત વધે છે અને પ્લાસ્ટિસિટી અને કઠિનતા ઘટે છે. માર્ટેન્સિટિક સ્ટીલ જેમ કે T91 માટે, કાર્બન સામગ્રીમાં વધારો કાર્બાઇડના ગોળાકારીકરણ અને એકત્રીકરણને વેગ આપશે, એલોય તત્વોના પુનઃવિતરણને વેગ આપશે અને સ્ટીલની વેલ્ડેબિલિટી, કાટ પ્રતિકાર અને ઓક્સિડેશન પ્રતિકાર ઘટાડશે. તેથી, ગરમી-પ્રતિરોધક સ્ટીલ સામાન્ય રીતે કાર્બન સામગ્રીને ઘટાડવા માંગે છે, જો કે, જો કાર્બનનું પ્રમાણ ખૂબ ઓછું હોય, તો સ્ટીલની મજબૂતાઈમાં ઘટાડો થશે. 12Cr1MoV સ્ટીલની તુલનામાં, T91 સ્ટીલની કાર્બન સામગ્રીમાં 20% ઘટાડો થાય છે, જે ઉપરોક્ત પરિબળોના પ્રભાવને વ્યાપકપણે ધ્યાનમાં લઈને નક્કી કરવામાં આવે છે.
②T91 સ્ટીલમાં ટ્રેસ નાઇટ્રોજન હોય છે, અને નાઇટ્રોજનની ભૂમિકા બે પાસાઓમાં પ્રતિબિંબિત થાય છે. એક તરફ, તે નક્કર ઉકેલને મજબૂત કરવાની ભૂમિકા ભજવે છે. ઓરડાના તાપમાને સ્ટીલમાં નાઇટ્રોજનની દ્રાવ્યતા ખૂબ ઓછી છે. વેલ્ડીંગ હીટિંગ અને પોસ્ટ વેલ્ડ હીટ ટ્રીટમેન્ટની પ્રક્રિયામાં, VN સોલિડ સોલ્યુશન અને વરસાદની પ્રક્રિયા T91 સ્ટીલના વેલ્ડ પછીના હીટ અસરગ્રસ્ત ઝોનમાં ક્રમિક રીતે થશે: વેલ્ડીંગ હીટિંગ દરમિયાન ગરમી અસરગ્રસ્ત ઝોનમાં રચાયેલી ઓસ્ટેનિટિક માળખું નાઇટ્રોજનનું પ્રમાણ વધારે છે. VN નું વિસર્જન, અને પછી સામાન્ય તાપમાનના બંધારણમાં સુપરસેચ્યુરેશનની ડિગ્રી વધે છે, ત્યારબાદ વેલ્ડ હીટ ટ્રીટમેન્ટમાં, દંડ VN વરસાદ થાય છે, જે માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરની સ્થિરતામાં વધારો કરે છે અને ગરમીથી અસરગ્રસ્ત ઝોનની સ્થાયી શક્તિમાં સુધારો કરે છે. બીજી બાજુ, T91 સ્ટીલમાં A1 ની થોડી માત્રા પણ હોય છે. નાઈટ્રોજન તેની સાથે A1N બનાવી શકે છે. A1N મેટ્રિક્સમાં માત્ર ત્યારે જ ઓગળી જાય છે જ્યારે તે 1100 ℃ ઉપર હોય અને નીચા તાપમાને ફરીથી અવક્ષેપિત થાય છે, જે સારી વિક્ષેપ મજબૂતીકરણની અસર ભજવી શકે છે.
③ક્રોમિયમ ઉમેરવું એ મુખ્યત્વે ગરમી-પ્રતિરોધક સ્ટીલના ઓક્સિડેશન પ્રતિકાર અને કાટ પ્રતિકારને સુધારવા માટે છે. જ્યારે ક્રોમિયમની સામગ્રી 5% કરતા ઓછી હોય છે, ત્યારે તે 600 ℃ પર હિંસક રીતે ઓક્સિડાઇઝ થવાનું શરૂ કરે છે, જ્યારે ક્રોમિયમનું પ્રમાણ 5% સુધી હોય છે, તે સારી ઓક્સિડેશન પ્રતિકાર ધરાવે છે. 12Cr1MoV સ્ટીલમાં 580 ℃ ની નીચે સારી ઓક્સિડેશન પ્રતિકાર છે, અને કાટની ઊંડાઈ 0.05 mm/A છે. 600 ℃ પર, કામગીરી બગડવાની શરૂઆત થાય છે, અને કાટની ઊંડાઈ 0.13 mm/A છે. T91 ની ક્રોમિયમ સામગ્રી લગભગ વધારી શકાય છે. 9% અને સેવાનું તાપમાન 650 ℃ સુધી પહોંચી શકે છે. મેટ્રિક્સમાં વધુ ક્રોમિયમ ઓગળવાનું મુખ્ય માપ છે.
④વેનેડિયમ અને નિઓબિયમ મજબૂત કાર્બાઈડ બનાવતા તત્વો છે. વધુમાં, તેઓ કાર્બન સાથે દંડ અને સ્થિર એલોય કાર્બાઇડ બનાવી શકે છે, જે મજબૂત વિક્ષેપ મજબૂત અસર ધરાવે છે.
⑤ મોલિબડેનમ મુખ્યત્વે સ્ટીલની થર્મલ શક્તિને સુધારવા અને નક્કર દ્રાવણને મજબૂત બનાવવાની ભૂમિકા ભજવવા માટે ઉમેરવામાં આવે છે.
T91 ની અંતિમ હીટ ટ્રીટમેન્ટ નોર્મલાઇઝિંગ + ઉચ્ચ તાપમાન ટેમ્પરિંગ છે. સામાન્ય તાપમાન 1040 ℃ છે, હોલ્ડિંગ સમય 10 મિનિટથી ઓછો નથી, ટેમ્પરિંગ તાપમાન 730 ~ 780 ℃ છે, અને હોલ્ડિંગ સમય 1 કલાકથી ઓછો નથી. અંતિમ હીટ ટ્રીટમેન્ટ પછીનું માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર ટેમ્પર્ડ માર્ટેન્સાઇટ છે.
ઓરડાના તાપમાને T91 સ્ટીલની તાણ શક્તિ ≥ 585 MPa, ઓરડાના તાપમાને ઉપજ શક્તિ ≥ 415 MPa, કઠિનતા ≤ 250 Hb, વિસ્તરણ (50 mm ગેજ અંતર સાથે પ્રમાણભૂત પરિપત્ર નમૂના) ≥ 20%, સ્વીકાર્ય તણાવ મૂલ્ય [ σ] = 650℃ 30 MPa.
આંતરરાષ્ટ્રીય વેલ્ડીંગ સોસાયટી દ્વારા ભલામણ કરાયેલ કાર્બન સમકક્ષ સૂત્ર મુજબ, T91 નું કાર્બન સમકક્ષ છે.
તે જોઈ શકાય છે કે T91 નબળી વેલ્ડેબિલિટી ધરાવે છે.
T91 સ્ટીલમાં કોલ્ડ ક્રેકની મોટી વૃત્તિ છે અને તે અમુક પરિસ્થિતિઓમાં વિલંબિત તિરાડની સંભાવના ધરાવે છે. તેથી, વેલ્ડિંગ પછી 24 કલાકની અંદર વેલ્ડેડ સંયુક્તને ટેમ્પર કરવું આવશ્યક છે. વેલ્ડીંગ પછી T91 નું માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર પ્લેટ અને સ્ટ્રીપ માર્ટેન્સાઈટ છે, જે ટેમ્પરિંગ પછી ટેમ્પર્ડ માર્ટેન્સાઈટમાં બદલી શકાય છે અને તેના ગુણધર્મો પ્લેટ અને સ્ટ્રીપ માર્ટેન્સાઈટ કરતા ચડિયાતા છે. જ્યારે ટેમ્પરિંગ તાપમાન નીચું હોય છે, ત્યારે ટેમ્પરિંગ અસર સ્પષ્ટ હોતી નથી, અને વેલ્ડ મેટલ વય અને ગંદકીમાં સરળ છે; જો ટેમ્પરિંગ તાપમાન ખૂબ ઊંચું હોય (AC1 લાઇનથી વધુ), તો સાંધાને ફરીથી ઓસ્ટેનિટાઈઝ કરી શકાય છે અને અનુગામી ઠંડક પ્રક્રિયામાં ફરીથી સખત થઈ શકે છે. તે જ સમયે, આ પેપરમાં અગાઉ ઉલ્લેખ કર્યો છે તેમ, ટેમ્પરિંગ તાપમાનના નિર્ધારણમાં સંયુક્ત નરમ પડવાના પ્રભાવને ધ્યાનમાં લેવો જોઈએ. સામાન્ય રીતે કહીએ તો, T91 નું ટેમ્પરિંગ તાપમાન 730 ~ 780 ℃ છે.
વેલ્ડીંગ પછી T91 ના ટેમ્પરિંગ સતત તાપમાનનો સમય 1 કલાકથી ઓછો હોવો જોઈએ નહીં, જેથી તેની રચનાનું ટેમ્પર્ડ માર્ટેન્સાઈટમાં સંપૂર્ણ રૂપાંતર થાય તેની ખાતરી કરી શકાય.
T91 સ્ટીલ વેલ્ડેડ સંયુક્તના શેષ તણાવને ઘટાડવા માટે, ઠંડક દર 5 ℃ / મિનિટ કરતા ઓછો નિયંત્રિત હોવો જોઈએ. T91 સ્ટીલની વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયા આકૃતિ 3 માં બતાવી શકાય છે.
પ્રીહિટ 200 ~ 250 ℃; ② વેલ્ડીંગ, ઇન્ટરલેયર તાપમાન 200 ~ 300 ℃; ③ વેલ્ડીંગ પછી ઠંડક, 80 ~ 100 ℃ / h ની ઝડપ સાથે; 1 કલાક માટે ④ 100 ~ 150 ℃; ⑤ 1 કલાક માટે 730 ~ 780 ℃ પર ટેમ્પરિંગ; ⑥ 5 ℃/મિનિટ કરતા વધારે ન હોય તેવા દરે કૂલ.
T91 સ્ટીલ એલોયિંગના સિદ્ધાંત પર આધાર રાખે છે, ખાસ કરીને નિયોબિયમ અને વેનેડિયમ જેવા ટ્રેસ તત્વોની થોડી માત્રા ઉમેરે છે. તેની ઉચ્ચ તાપમાન શક્તિ અને ઓક્સિડેશન પ્રતિકાર 12 cr1mov સ્ટીલની તુલનામાં ઘણો બહેતર છે, પરંતુ તેનું વેલ્ડીંગ પ્રદર્શન નબળું છે.
પિન ટેસ્ટ દર્શાવે છે કે T91 સ્ટીલમાં કોલ્ડ ક્રેકની મોટી વૃત્તિ છે. પ્રીહિટીંગ 200 ~ 250 ℃ અને ઇન્ટરલેયર તાપમાન 200 ~ 300 ℃ પસંદ કરવાથી અસરકારક રીતે કોલ્ડ ક્રેક અટકાવી શકાય છે.
વેલ્ડ હીટ ટ્રીટમેન્ટ પછી T91 ને 1 કલાક માટે 100 ~ 150 ℃ સુધી ઠંડુ કરવું આવશ્યક છે; ટેમ્પરિંગ તાપમાન 730 ~ 780 ℃, હોલ્ડિંગ સમય 1 કલાક કરતા ઓછો નહીં.
ઉપરોક્ત વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયા 200 મેગાવોટ અને 300 મેગાવોટના બોઈલરના ઉત્પાદન અને ઉત્પાદન પ્રેક્ટિસમાં લાગુ કરવામાં આવી છે, જેના સંતોષકારક પરિણામો અને મોટા આર્થિક લાભો છે.
