سبائك الصلب T91

T91 سبائك الصلب هو نوع واحد من أنابيب الصلب ، الصلب T91 هو نوع جديد من الفولاذ المقاوم للحرارة الصلب التي وضعتها الولايات المتحدة الأمريكية الوطنية مثل شجرة ريدج مختبر شركة هندسة الاحتراق الأمريكية مختبر المواد المعدنية . على أساس 121mov الصلب ، والحد من محتوى الكربون ، والحد من محتوى الكبريت والفوسفور ، إضافة كمية صغيرة من الفاناديوم والنيوبيوم السبائك . وفقا ASTM213 / a213m-85c ، التركيب الكيميائي الصلب T91 هو مبين في الجدول 1 . ألمانيا الصلب الصف المقابل T91 الصلب هو x10crmovnb91 ، اليابان الصلب الصف hcm95 وفرنسا tuz10cdvnb0901 . . . . . . . الجدول 1 - التركيب الكيميائي الصلب T91

محتوى عنصر T91 سبائك أنابيب الصلب

جيم - 0.08-0.12

من 0.30-0.60

ع ≤ 0.02

ق

سي 0.20-0.50

CR 8.00-9.50

مو 0.85-1.05

ت 0.18-0.25

ملاحظة : 0.06-0.10

ن

ني ≤ 0.40

كل عنصر السبيكة T91 الصلب يمكن أن تعزز حل الصلبة ، والتشتت ، وتحسين مقاومة الأكسدة والتآكل ، على التوالي .

الكربون هو العنصر الأكثر وضوحا في حل تعزيز الصلب ، مع زيادة محتوى الكربون ، على المدى القصير قوة الصلب زيادة ليونة وصلابة النقصان . T91 الفولاذ ، وارتفاع محتوى الكربون سوف تسريع كربيد تكوير السمنتيت و سرعة التجميع ، وتسريع إعادة توزيع العناصر السبائكية ، والحد من قابلية اللحام ، ومقاومة التآكل ، ومقاومة الأكسدة من الصلب ، الصلب المقاوم للحرارة عموما تريد خفض محتوى الكربون ، ولكن محتوى الكربون منخفضة جدا ، قوة الصلب سوف تنخفض . مقارنة مع 12cr1mov الصلب ، محتوى الكربون الصلب T91 بنسبة 20 ٪ ، والتي تقرر النظر في العوامل المذكورة أعلاه .

أثر النيتروجين في الصلب T91 ينعكس في جانبين . من ناحية ، النيتروجين المذاب في الصلب منخفض جدا في درجة الحرارة العادية ، في حين أن عملية حل الصلبة و التساقط من VN سوف تحدث تباعا في عملية التسخين بعد اللحام والمعالجة الحرارية T91 الصلب بعد اللحام في المنطقة المتأثرة بالحرارة : الأوستينيت المجهرية تشكلت في المنطقة المتأثرة بالحرارة أثناء اللحام بسبب حل VN ، محتوى النيتروجين زيادة ، ثم درجة التشبع في درجة الحرارة العادية المجهرية هو زيادة ، ثم هناك غرامة VN التساقط في بعد اللحام والمعالجة الحرارية ، مما يزيد من قوة الشد والاستقرار الحراري في المنطقة المتضررة . من ناحية أخرى ، T91 الصلب يحتوي أيضا على كمية صغيرة من A1 ، النيتروجين يمكن أن تشكل مع A1N ، A1N في أكثر من 100 ℃ قبل أن يذوب في مصفوفة ، في درجة حرارة منخفضة ، إعادة هطول الأمطار ، يمكن أن تلعب دورا أفضل في تعزيز تأثير التشتت .

إضافة الكروم هو أساسا لتحسين مقاومة الأكسدة والتآكل قدرة مقاومة للحرارة الصلب ، عندما محتوى الكروم أقل من 5 ٪ ، 600 ℃ تبدأ أكسدة جذرية ، ولكن محتوى الكروم تصل إلى 5 ٪ جيدة مقاومة الأكسدة . 12cr1mov الصلب جيدة مقاومة الأكسدة في 580 ℃ عمق التآكل هو 0.05 مم / أ ، 600 ℃ بداية تدهور الأداء ، عمق التآكل هو 0.13 مم / أ . محتوى الكروم T91 ارتفع إلى حوالي 9 ٪ ، ودرجة الحرارة يمكن أن تصل إلى 650 ℃ ، فإن التدبير الرئيسي هو حل المزيد من الكروم في المصفوفة .

الفاناديوم والنيوبيوم هي قوية كربيد تشكيل العناصر التي يمكن أن تشكل غرامة ومستقرة كربيد سبيكة مع الكربون بعد إضافة قوية جدا تشتت تعزيز تأثير .

الموليبدينوم هو أساسا إضافة إلى تعزيز القوة الحرارية الصلب ، حل الصلبة تعزيز الدور .

2-2 عملية المعالجة الحرارية

المعالجة الحرارية النهائية T91 هو تطبيع + ارتفاع في درجة الحرارة هدأ ، تطبيع درجة الحرارة 1040 ℃ ، والحفاظ على الوقت لا يقل عن 10 دقائق ، هدأ درجة الحرارة 730-780 ℃ ، والحفاظ على الوقت لا يقل عن 1 ساعة ، المجهرية بعد المعالجة الحرارية النهائية هو خفف من المارتينزيت .

2-3 الخواص الميكانيكية

قوة الشد الصلب T91 في درجة حرارة الغرفة ≥ 585 الآلام والكروب الذهنية ، الخضوع في درجة حرارة الغرفة ≥ 415 الآلام والكروب الذهنية ، وصلابة ≥ 250 غبطة ، استطالة ( معيار التعميم عينة مع 50 ملم قياس المسافة ) ≥ 20 ٪ ، المسموح به قيمة الإجهاد ( σ 650 ℃ = 30 الآلام والكروب الذهنية ) .

2-4 خصائص اللحام

معادلة الكربون T91 يحسب على أساس معادلة الكربون الصيغة التي أوصت بها الجمعية الدولية لحام

قابلية اللحام T91 الفقراء .

مشاكل في لحام T91

3-1 إنتاج تصلب المجهرية في حرارة المنطقة المتضررة

من الشكل 1 ، يمكننا أن نرى أن معدل التبريد الحرجة T91 منخفضة ، الأوستينيت الاستقرار كبيرة ، فإنه ليس من السهل أن يحدث التحول الطبيعي البرليت التبريد ، التبريد إلى درجة حرارة منخفضة من المارتينزيت التحول . ونتيجة لذلك ، T91 لديه ميل كبير من تصلب والتبريد تكسير .

بسبب كثافة مختلفة ، ومعامل التمدد الحراري شعرية مختلفة الأشكال ، حجم التوسع والانكماش يجب أن تكون مصحوبة أثناء التسخين والتبريد . من ناحية أخرى ، بسبب عدم التجانس و ارتفاع درجة الحرارة لحام ، لحام T91 المفاصل الداخلية تؤكد كبيرة .

بالنسبة T91 ، الأوستينيت هو مستقر جدا ، يجب أن تبرد إلى درجة حرارة منخفضة ( حوالي 400 ℃ ) قبل أن تصبح مارتنزيت . الخشنة مارتنزيت هو هش و من الصعب ، و المشترك هو في حالة معقدة من الإجهاد . وفي الوقت نفسه ، في عملية التبريد ، الهيدروجين ينتشر من التماس لحام بالقرب من منطقة التماس ، وجود الهيدروجين يدفع مارتنزيت التقصف .

نمو الحبوب في حرارة المنطقة المتضررة

دورة الحرارة لحام له تأثير كبير على نمو الحبوب في المنطقة المتضررة من الحرارة لحام مشتركة ، ولا سيما بالقرب من منطقة الانصهار مع أعلى درجة حرارة التدفئة . عندما يكون معدل التبريد هو صغير ، ضخمة من الفريت كربيد المجهرية سوف تظهر في لحام حرارة المنطقة المتضررة ، مما يؤدي إلى انخفاض ملحوظ في ليونة من الصلب . عندما يكون معدل التبريد عالية ، ليونة من ملحومة المشتركة سوف تنخفض بسبب مارتنزيت المجهرية .

3-3 إنتاج طبقة تليين

تليين طبقة لا مفر منه في المنطقة المتأثرة بالحرارة T91 الصلب الملحومة في مروي وخفف من الدولة . عندما التدفئة والتبريد سرعة بطيئة نسبيا ، تليين درجة أكبر . وبالإضافة إلى ذلك ، فإن العرض من تليين طبقة والمسافة من خط الانصهار ، ليس فقط فيما يتعلق بحالة التدفئة وخصائص لحام ، ولكن أيضا فيما يتعلق التسخين ، المعالجة الحرارية بعد اللحام ، وهلم جرا . صلابة منحنى T91 لحام حرارة المنطقة المتضررة تم الحصول عليها من التجارب التي أجريت في هاربين مصنع المراجل ، انظر الشكل 2 .

للتآكل الإجهاد تكسير

قبل المعالجة الحرارية الصلب T91 بعد اللحام ، درجة حرارة التبريد لا تقل عن 100 ℃ . إذا كان التبريد في درجة حرارة الغرفة ، والبيئة الرطبة ، للتآكل الإجهاد تكسير يحدث بسهولة . ألمانيا تنص على أن التبريد يجب أن يكون أقل من 150 ℃ قبل المعالجة الحرارية بعد اللحام . درجة حرارة التبريد لا تقل عن 100 ℃ إذا كان الشغل هو أكثر سمكا ، فيليه اللحامات موجودة و حجم الهندسي ليست جيدة . إذا كان يتم تبريده في درجة حرارة الغرفة ، الرطوبة ممنوع منعا باتا .

عملية لحام الصلب T91

اختيار درجة حرارة التسخين

مرض التصلب العصبي المتعدد نقطة T91 الصلب حوالي 400 ℃ و درجة حرارة التسخين هو عادة 200 ～ 250 ℃ . . . . . . . درجة حرارة التسخين لا يمكن أن تكون عالية جدا ، وإلا فإن معدل التبريد من المفاصل الملحومة يمكن أن تنخفض ، كربيد هطول في حدود الحبوب و تشكيل هيكل من الحديد يمكن أن تحدث في المفاصل الملحومة ، مما يقلل كثيرا من تأثير صلابة من المفاصل الملحومة في درجة حرارة الغرفة . الحد الأدنى من درجة حرارة التسخين هو موضح جيدا من الترباس اختبار هاربين المرجل النبات .

الترباس اختبار قضيب مصنوع من الصلب T91 ، قطرها 8 ملم ، عمق 0.5 ملم ، أسفل لوحة مصنوعة من الصلب 13crmo ، سمك 20 ملم . قطب كهربائي يستخدم j707 . . . . . . . لحام الحالية 165 ~ 170 ألف ، قوس الجهد 21 ~ 267 الخامس ، نتائج الاختبار كما هو مبين في الجدول 2 .

الجدول 2 نتائج اختبار T91 بولت

اختبار .

حالة عينة

مستوى الإجهاد

كسر الوقت / الآلام والكروب الذهنية

مين

لا سخن 1 303.8 9

2-186 8 237

3 176-4 8-3 1440

سخن 150 ℃ 421.48.1 1260

354-8 105

التسخين 200 ℃ 6 465.2 8.6 1440 دون انقطاع

7 482-7 8-1 438

8 539-7 313

التسخين 250 ℃ 9 539 8.2 1440 دون انقطاع

10 600 8.0 1440 غير منقطع

من نتائج الاختبار المذكورة أعلاه ، يمكن استنتاج أن الإجهاد الحرجة T91 الصلب ملحومة المشتركة 176.4 الآلام والكروب الذهنية دون التسخين . عندما يسخن في 150 ℃ الإجهاد الحرجة هو 354.8 الآلام والكروب الذهنية ، 85.4 في المائة من العائد النهائي 415 الآلام والكروب الذهنية T91 الصلب في درجة حرارة الغرفة . عندما سخن أكثر من 200 ℃ الإجهاد الحرجة أكثر من 460 ميغاباسكال ، تتجاوز درجة الحرارة العادية العائد الحد T91 الصلب . ولذلك ، من أجل تجنب تكسير الباردة أثناء لحام الصلب T91 ، سخن درجة الحرارة يجب أن لا يكون أقل من 200 ℃ ، ألمانيا 180-250 ℃ ، الولايات المتحدة الأمريكية م الشركة 120-205 ℃ . . . . . . .

4-2 اختيار درجة الحرارة بين الطبقات

درجة الحرارة بين الطبقات يجب أن لا يكون أقل من الحد الأدنى من درجة حرارة التسخين ، ولكن كما هو الحال مع اختيار درجة حرارة التسخين ، درجة الحرارة بين الطبقات يجب أن لا تكون عالية جدا . درجة الحرارة بين طبقات T91 لحام عادة ما تسيطر على 200 ~ 300 ℃ . . . . . . . فرنسا : درجة الحرارة بين الطبقات لا تتجاوز 300 ℃ . . . . . . . درجة الحرارة بين الطبقات يمكن أن تتراوح بين 170 و 230 درجة مئوية .

اختيار درجة الحرارة الأولية بعد المعالجة الحرارية لحام

T91 يتطلب التبريد إلى أقل من مرض التصلب العصبي المتعدد و هدأ لفترة معينة من الوقت ، و معدل التبريد هو 80 ～ 100 ℃ / ح . إذا لم يتم الحفاظ على الحرارة ، الأوستينيت هيكل مشترك قد لا تتغير تماما ، هدأ التدفئة سوف يعجل كربيد على طول الحدود الحبوب الأوستينيت ، مثل هيكل هش . ومع ذلك ، T91 لحام لا يسمح لتبريد في درجة حرارة الغرفة ثم هدأ ، لأن المفاصل الملحومة تبريد في درجة حرارة الغرفة عندما يكون هناك خطر من الشقوق الباردة . بالنسبة T91 ، أفضل درجة الحرارة الأولية هي 100 ~ 150 ℃ ، والحفاظ على الحرارة لمدة 1 ساعة ، والتي يمكن أن تضمن أساسا الانتهاء من تحويل الأنسجة .

4-4 اختيار هدأ درجة الحرارة ، درجة حرارة ثابتة وقت وهدأ سرعة التبريد

في ظل ظروف معينة ، تأخر الكراك يحدث بسهولة ، لذلك يجب أن تكون ملحومة المشتركة هدأ في غضون 24 ساعة بعد اللحام . المجهرية من T91 بعد اللحام هو اللوح مارتنزيت ، والتي يمكن خفف من خفف من مارتنزيت . عندما هدأ درجة الحرارة منخفضة ، هدأ تأثير ليست واضحة ، لحام المعادن من السهل الشيخوخة وهشة . هدأ درجة حرارة عالية جدا ( أكثر من خط AC1 ) ، قد يكون من جديد austenitizing المفاصل وتصلب في وقت لاحق أثناء التبريد . وفي الوقت نفسه ، كما ذكر أعلاه ، تأثير تليين طبقة مشتركة يجب أن تؤخذ في الاعتبار عند تحديد درجة الحرارة هدأ . عموما ، T91 هدأ درجة الحرارة 730-780 ℃ . . . . . . .

بعد لحام T91 ، وهدأ درجة حرارة ثابتة الوقت لا يقل عن 1 ساعة ، المجهرية يمكن أن تتحول إلى هدأ مارتنزيت تماما .

من أجل الحد من الإجهاد المتبقية من الصلب T91 ملحومة المشتركة ، يجب التحكم في معدل التبريد أقل من 5 ℃ / دقيقة . عملية اللحام الصلب T91 يمكن وصفها في الشكل 3 .

① التسخين 200 ～ 250 ℃ ؛ ② لحام ، درجة الحرارة بين الطبقات 200 ～ 300 ℃ ؛ بعد اللحام والتبريد ، سرعة 80 ～ 100 ℃ / ساعة ، والحفاظ على الحرارة من 100 ～ 150 ℃ لمدة 1 ساعة ، هدأ في 730 ～ 780 ℃ لمدة 1 ساعة ، والتبريد في أقل من 5 ℃ / دقيقة

تطبيق 5 T91 الصلب في محطة الطاقة الحرارية الداخلية في مقاطعة قوانغدونغ

لحام عملية تقييم بعقب بعقب بعقب بعقب T91 أنابيب قطرها 42 ملم * 5 ملم قد أنجز في أول مركز تدريب لحام قوانغدونغ مكتب الطاقة الكهربائية . درجة حرارة التسخين هو 200 ℃ والتبريد إلى 150 ℃ بعد اللحام ، هدأ بعد 1 ساعة من العزل الحراري ، هدأ درجة الحرارة 750-780 ℃ ، والحفاظ على الحرارة لمدة 1 ساعة ، سرعة رفع درجة الحرارة أقل من 5 ℃ / دقيقة . بعد لحام ، ونحن إجراء التفتيش البصري ، كسر التفتيش ، اختبار غير تدميري ، الشد والانحناء اختبار العينات ، والنتيجة هي مؤهلة ، مما يدل على أن عملية اللحام المذكورة أعلاه فعالة .

عملية اللحام المذكورة أعلاه قد تم تطبيقها بنجاح في الحلقة الخارجية من ارتفاع في درجة الحرارة إعادة تسخين في Shajiao مصنع meixian لتوليد الطاقة . بعد تطبيق T91 الصلب في هذه محطات توليد الطاقة ، وتواتر الحوادث الناجمة عن الإفراط في درجة الحرارة هو تقلص إلى حد كبير .

خاتمة

T91 الصلب تعتمد على مبدأ السبك ، وخاصة إضافة كمية صغيرة من العناصر النزرة مثل النيوبيوم والفاناديوم ، وما إلى ذلك ، وارتفاع في درجة الحرارة قوة و مقاومة الأكسدة هي تحسنت كثيرا مقارنة مع 12 cr1mov الصلب ، ولكن لحام الأداء هو الفقراء .

الترباس اختبار يشير إلى أن T91 الصلب لديها ميل كبير الباردة الكراك ، واختيار التسخين 200 ～ 250 ℃ و interlaminar درجة الحرارة 200 ～ 300 ℃ ، يمكن أن تمنع بشكل فعال الباردة الكراك .

قبل المعالجة الحرارية T91 بعد اللحام ، يجب أن تكون باردة إلى 100 ～ 150 ℃ ، والحفاظ على الحرارة لمدة 1 ساعة ، هدأ درجة الحرارة 730 ～ 780 ℃ ، والحفاظ على الحرارة مرة لا تقل عن 1 ساعة .

عملية اللحام المذكورة أعلاه قد تم تطبيقها على تصنيع 200 ميغاواط ، تماثلية المراجل ، وحققت نتائج مرضية ، والحصول على أكبر الفوائد الاقتصادية . أنابيب الصلب هو شريط طويل من الصلب جوفاء مع المقطع العرضي و لا الحواف . أنابيب الصلب لديها قسم جوفاء ، وتستخدم على نطاق واسع في نقل السوائل من الأنابيب ، مثل النفط والغاز الطبيعي والغاز والمياه وبعض المواد الصلبة الأنابيب . مقارنة مع الصلب الصلبة ، مثل جولة الصلب ، أنابيب الصلب لديها نفس قوة الانحناء والالتواء ، خفيفة الوزن ، وهي اقتصادية عبر الباب الصلب ، وتستخدم على نطاق واسع في تصنيع أجزاء الهيكلية ، والمكونات الميكانيكية ، مثل النفط قضيب الحفر ، والسيارات انتقال رمح ، دراجة الإطار الصلب السقالات المستخدمة في البناء . فائدة نموذج يمكن تحسين معدل استخدام المواد ، وتبسيط عملية التصنيع ، وتوفير المواد و ساعات العمل ، مثل المتداول تحمل خاتم ، جاك كم ، وما إلى ذلك ، يتم تصنيعها على نطاق واسع من أنابيب الصلب في الوقت الحاضر . أنابيب الصلب هي أيضا مواد لا غنى عنها في جميع أنواع الأسلحة التقليدية ، مثل برميل ، برميل ، وما إلى ذلك يجب أن تكون مصنوعة من أنابيب الصلب . أنابيب الصلب يمكن أن تكون مقسمة إلى أنابيب دائرية و خاصة على شكل أنابيب وفقا لمختلف الأشكال من منطقة مستعرضة . في ظل حالة من محيط متساوية ، دائرة المجال هو الحد الأقصى . وبالإضافة إلى ذلك ، عندما تحمل الضغط الداخلي أو الخارجي شعاعي ، حلقي القسم يحمل قوة موحدة نسبيا ، وبالتالي فإن الغالبية العظمى من أنابيب الصلب أنابيب دائرية . صيغة حساب الوزن من سبيكة أنابيب : [ خارج القطر - سمك الجدار ) * سمك الجدار * 0.02466 = كغ / م ( الوزن لكل متر )