鋼焊縫沖擊韌性研究(原創(chuàng)論文)-在線瀏覽
2024-07-31 19:57本頁面
【正文】 應(yīng)超臨界的溫度和壓力參數(shù)。新型馬氏體耐熱鋼迅速在電站設(shè)備制造業(yè)中得以推廣應(yīng)用，浙江玉環(huán) 1000MW超超臨界燃煤機(jī)組，最大蒸發(fā)量 2950t/h，過熱器出口蒸汽壓力 ，額定蒸汽溫度 605℃，選用美國威曼高登鋼廠的 T/P92鋼作為主蒸汽管道及主蒸汽疏水管道用鋼。 . 2． P92鋼的冶金特點(diǎn)及制造工藝 精選鋼料 — 高爐粗煉 — 堿性爐脫 S、 P— 電爐精煉 — 真空爐滲部分合金，把各種合金元素控制在預(yù)先設(shè)計(jì)的范圍內(nèi)，同時(shí)嚴(yán)格控制碳的含量（不致于引起高硬度使焊接性下降），控制有害元素硫的含量（硫幾乎不溶解于鋼，與鐵生成低熔點(diǎn)的 FeS硫化鐵，焊接時(shí)低熔點(diǎn)化合物導(dǎo)致產(chǎn)生熱裂縫和在熱影響區(qū)產(chǎn)生液化裂 縫。磷：使鋼的韌塑性下降同時(shí)提高鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度：高溫時(shí)強(qiáng)烈促使奧氏體晶粒的快速長大使之造成冷裂縫。 為提高沖擊韌性及高溫強(qiáng)度。 當(dāng)鋼材的工作溫度高于 450℃時(shí)，低合金耐熱鋼容易發(fā)生蠕變，十萬小時(shí)高溫蠕變斷裂強(qiáng)度取決于溫度和鋼材性能。工作溫度越高，蠕變斷裂強(qiáng)度越低。在焊材中增加 Cr、 Mo、 V、 Nb、 W等合金元素，可以提高低合金元素耐熱鋼和馬氏體耐熱鋼 105或者 2 105小時(shí)的高溫蠕變斷裂強(qiáng)度。可以將P92鋼材的工作溫度提高到 600～ 630℃ 。 表 1 T/P92鋼的化學(xué)成分 C Si Mn Cr Ni Mo V W Nb N B T/P92下限 T/P92上限 表 2 T/P92鋼的機(jī)械性能 鋼 材 屈服強(qiáng)度 抗拉強(qiáng)度 延伸率 ASME標(biāo)準(zhǔn) EN標(biāo)準(zhǔn) MPa MPa % Akv（ J） Akv（ J） T/P92 450 620 20 27 41 3． 1 P92鋼是在鋼中添加鎢（ %W）和降低鉬（ %Mo）而開發(fā)的新鋼種，因?yàn)?W 可以顯著提高鋼材的高溫蠕變斷裂強(qiáng)度，使用溫度可以達(dá)到 630℃。 3． 2 制造電站設(shè)備的耐熱鋼應(yīng)該具有足夠高的常沖擊韌性，在水壓試驗(yàn)時(shí)，較高的沖擊韌性可以降低水壓試驗(yàn)的溫度，降低熱能消耗，并確保電站設(shè)備足夠安全。 3． 4 通過大量試驗(yàn)優(yōu)選出焊材的最佳化學(xué)成分。但是，對(duì)于 SMAW焊接方法，馬氏體焊接材料的室溫沖擊韌性比較低，這是因?yàn)槠渲?Nb（或者 W）元素含量比較多， Ni 和 Mn 元素含量比較少的緣故?？梢酝ㄟ^增加 Ni，同時(shí)控制 Mn、 Nb 含量的方法，降低這些元素對(duì)沖擊韌性的不利影響。增加碳元素能提高焊材的強(qiáng)度和硬度，但是會(huì)降低焊接性，降低碳會(huì)降低蠕變斷裂強(qiáng)度，希望含碳量盡可能控制在 — %范圍之內(nèi)。焊材中的最佳含鈮量為 — %。采用特殊精煉的焊絲，以及采用精選礦物材料和鐵合金材料來制造焊條，以便提高強(qiáng)度和常溫沖擊韌性。 3． 7 P92焊材熔敷金屬的焊態(tài)硬度約為 400HV10，比近 30年電站鍋爐中常用 X20CrMoV121鋼的熔敷金屬硬度約低 100HV10，可以大大改善焊接性，可以允許薄壁焊件焊后冷卻到室溫。 3． 8 焊后不能直接冷卻到室溫。 3． 9 P92馬氏體鋼是低碳馬氏體鋼，允許在馬氏體組織區(qū)內(nèi) 焊接，這意味著焊接預(yù)熱溫度和層間溫度可以大大降低，一般推薦焊接預(yù)熱溫度為 200～250℃， 4 對(duì)層間溫度的控制要求比較高 4． 1 為了獲得滿意的沖擊韌性，我們必須把層間溫度控制在＜ 300℃。如果不采取措施，層間溫度可以達(dá)到 350～
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