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P91合金钢管中各合金元素作用
P91钢焊接工艺
①预热200~250 ℃;②焊接,层间温度200~300 ℃;③焊后冷却,速度为 80~100 ℃/h;④100~150 ℃保温1 h;⑤730~780 ℃回火1 h;⑥以不大于5 ℃/min速度冷却
Φ42 mm×5mm的P91小径管对接的焊接工艺评定。采取的预热温度为200℃,焊后冷却到150℃,保温1h后进行回火,回火温度为750~780℃,保温1h,升降温速度均小于5℃/min。焊后对试样进行外观检查、断口检查、无损检测、拉伸和弯曲试验,结果均合格,这也说明上述焊接工艺是行之有效的。
结论
①P91钢靠合金化原理,尤其是添加了少量铌、钒等微量元素,高温强度、抗氧化性较12 Cr1MoV钢有较大的提高,但其焊接性能较差。
②插销试验表明,P91钢有较大冷裂倾向,选取预热200~250 ℃,层间温度200~300 ℃,可有效防止冷裂纹产生。
③P91焊后热处理前,必须冷却至100~150 ℃,保温1 h;回火温度730~780 ℃,保温时间不少于1 h。
④以上焊接工艺已应用于200 MW、300MW 锅炉制造生产实践中,取得满意效果,并获得较大的经济效益。
分别起到固溶强化、弥散强化和提高钢的抗氧化性、抗腐蚀性能,具体分析如下。
①碳是钢中固溶强化作用最明显的元素,随含碳量的增加,钢的短时强度上升,塑性、韧性下降,对P91这类马氏体钢而言,含碳量的上升会加快碳化物球化和聚集速度,加速合金元素的再分配,降低钢的焊接性、耐蚀性和抗氧化性,故耐热钢一般都希望降低含碳量,但含碳太低,钢的强度将降低。P91钢与12Cr1MoV钢相比,含碳量降低20%,这是综合考虑上述因素的影响而决定的。
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