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SA213-T91合金無縫鋼管的用途與特點
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T91無縫鋼管與T91鋼對應的德國鋼號為X10CrMoVNNb91,日本鋼號為HCM95,法國則為TUZ10CDVNb0901。
表1 T91鋼的化學成份%
元素 含量
S ≤0.01
Si 0.20-0.50
Cr 8.00-9.50
Mo 0.85-1.05
V 0.18-0.25
Nb 0.06-0.10
N 0.03-0.07
Ni ≤0.40
T91鋼中各合金元素分別起到固溶強化、彌散強化和提高鋼的抗氧化性、抗腐蝕性能,具體分析如下。
①碳是鋼中固溶強化作用最明顯的元素,隨含碳量的增加,鋼的短時強度上升,塑性、韌性下降,對T91這類馬氏體鋼而言,含碳量的上升會加快碳化物球化和聚集速度,加速合金元素的再分配,降低鋼的焊接性、耐蝕性和抗氧化性,故耐熱鋼一般都希望降低含碳量,但含碳太低,鋼的強度將降低。T91鋼與12Cr1MoV鋼相比,含碳量降低20%,這是綜合考慮上述因素的影響而決定的。
②T91鋼中含微量氮,氮的作用體現 在兩個方面。一方面起固溶強化作用,常溫下氮在鋼中的溶解度很小,T91鋼焊后熱影響區在焊接加熱和焊后熱處理過程中,將先后出現VN的固溶和析出過程:焊接加熱時熱影響區內已形成的奧氏體組織由于VN的溶入,氮含量增加,此后常溫組織中的過飽和程度提高,在隨后的焊后熱處理中有細小的VN析出,這增加了組織穩定性,提高了熱影響區的持久強度值。另一方面,T91鋼中還含有少量A1,氮能與其形成A1N,A1N在1 100℃以上才大量溶入基體,在較低溫度下又重新析出,能起到較好的彌散強化效果。
③加入鉻主要是提高耐熱鋼的抗氧化性、抗腐蝕能力,含鉻量小于5%時,600℃開始劇烈氧化,而含鉻量達5%時就具有良好的抗氧化性。12Cr1MoV鋼在580℃以下具有良好的抗氧化性,腐蝕深度為0.05 mm/a,600℃時性能開始變差,腐蝕深度為0.13 mm/a。T91含鉻量提高到9%左右,使用溫度能達到650℃,主要措施就是使基體中溶有更多的鉻。
④釩與鈮都是強碳化物形成元素,加入后能與碳形成細小而穩定的合金碳化物,有很強的彌散強化效果。
⑤加入鉬主要是為了提高鋼的熱強性,起到固溶強化的作用。
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