T91 բարձր ճնշման պողպատե խողովակների որակի ապահովում
T91 պողպատը մարտենզիտիկ ջերմակայուն պողպատի նոր տեսակ է, որը մշակվել է Ամերիկյան ազգային փղերի սրածայր լաբորատորիայի և ամերիկյան այրման ինժեներական ընկերության մետալուրգիական նյութերի լաբորատորիայի կողմից: 9Cr1MoV պողպատի հիման վրա այն նվազեցնում է ածխածնի պարունակությունը, խստորեն սահմանափակում է ծծմբի և ֆոսֆորի պարունակությունը և լեգիրման համար ավելացնում է փոքր քանակությամբ վանադիում և նիոբիում:
T91 անխափան պողպատե խողովակի պողպատի դասակարգը, որը համապատասխանում է T91 պողպատին, x10crmovnnb91 է Գերմանիայում, hcm95՝ Ճապոնիայում և tuz10cdvnb0901՝ Ֆրանսիայում:
Տարրի բովանդակությունը
S ≤0.01
Si 0.20-0.50
Կր 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 պողպատի խառնուրդի յուրաքանչյուր տարր խաղում է պինդ լուծույթի ամրապնդման, ցրվածության ամրապնդման և պողպատի օքսիդացման դիմադրության և կոռոզիոն դիմադրության բարելավման դերը: Կոնկրետ վերլուծությունը հետևյալն է.
①Ածխածինը պողպատում պինդ լուծույթի ամրապնդման առավել ակնհայտ տարրն է: Ածխածնի պարունակության ավելացման հետ մեկտեղ մեծանում է պողպատի կարճաժամկետ ամրությունը և նվազում է պլաստիկությունն ու ամրությունը։ Մարտենզիտային պողպատի համար, ինչպիսին է T91-ը, ածխածնի պարունակության ավելացումը կարագացնի կարբիդի գնդաձևացումը և ագրեգացումը, կարագացնի համաձուլվածքի տարրերի վերաբաշխումը և կնվազեցնի պողպատի եռակցումը, կոռոզիոն դիմադրությունը և օքսիդացման դիմադրությունը: Հետևաբար, ջերմակայուն պողպատը, ընդհանուր առմամբ, ցանկանում է նվազեցնել ածխածնի պարունակությունը, սակայն, եթե ածխածնի պարունակությունը չափազանց ցածր է, պողպատի ամրությունը կնվազի: 12Cr1MoV պողպատի համեմատ՝ T91 պողպատի ածխածնի պարունակությունը կրճատվում է 20%-ով, ինչը որոշվում է վերը նշված գործոնների ազդեցությունը համակողմանիորեն հաշվի առնելով:
②T91 պողպատը պարունակում է հետք ազոտ, և ազոտի դերը արտացոլվում է երկու ասպեկտով. Մի կողմից այն խաղում է պինդ լուծույթի ամրացման դերը։ Պողպատի ազոտի լուծելիությունը սենյակային ջերմաստիճանում շատ փոքր է: Եռակցման ջեռուցման և հետեռակցման ջերմային մշակման գործընթացում VN պինդ լուծույթը և տեղումների գործընթացը հաջորդաբար տեղի կունենան T91 Steel-ի հետեռակցման ջերմային ազդեցության գոտում. VN-ի տարրալուծումը և այնուհետև նորմալ ջերմաստիճանի կառուցվածքում գերհագեցվածության աստիճանը մեծանում է: Հետագա եռակցման ջերմային մշակման ժամանակ տեղի են ունենում նուրբ VN տեղումներ, ինչը մեծացնում է միկրոկառուցվածքի կայունությունը և բարելավում ջերմային ազդեցության գոտու կայուն ուժը: Մյուս կողմից, T91 պողպատը նույնպես պարունակում է փոքր քանակությամբ A1: Դրանով ազոտը կարող է ձևավորել A1N: A1N-ը լուծվում է մատրիցայի մեջ միայն այն ժամանակ, երբ այն գտնվում է 1100 ℃-ից բարձր և նորից նստում է ավելի ցածր ջերմաստիճանում, ինչը կարող է լավ ցրվածության ամրապնդման ազդեցություն ունենալ:
③Քրոմի ավելացումը հիմնականում ուղղված է ջերմակայուն պողպատի օքսիդացման և կոռոզիոն դիմադրության բարելավմանը: Երբ քրոմի պարունակությունը 5%-ից պակաս է, այն սկսում է բուռն օքսիդանալ 600 ℃ ջերմաստիճանում, մինչդեռ երբ քրոմի պարունակությունը հասնում է 5%-ի, այն ունի լավ օքսիդացման դիմադրություն։ 12Cr1MoV պողպատն ունի լավ օքսիդացման դիմադրություն 580 ℃-ից ցածր, և կոռոզիայի խորությունը 0,05 մմ / Ա է: 600 ℃ ջերմաստիճանում, կատարումը սկսում է վատթարանալ, իսկ կոռոզիայի խորությունը 0,13 մմ / Ա է: T91-ի քրոմի պարունակությունը կարող է աճել մինչև մոտ: 9% և սպասարկման ջերմաստիճանը կարող է հասնել 650 ℃: Հիմնական միջոցը մատրիցայում ավելի շատ քրոմ լուծելն է:
④Վանադիումը և նիոբիումը ուժեղ կարբիդ ձևավորող տարրեր են: Ավելացումից հետո նրանք կարող են ձևավորել նուրբ և կայուն խառնուրդ կարբիդներ ածխածնի հետ, որն ունի ուժեղ ցրման ամրապնդող ազդեցություն:
⑤ Մոլիբդենը հիմնականում ավելացվում է պողպատի ջերմային ուժը բարելավելու և պինդ լուծույթի ամրապնդման դերը կատարելու համար:
T91-ի վերջնական ջերմային բուժումը նորմալացվում է + բարձր ջերմաստիճանի կոփում: Նորմալացման ջերմաստիճանը 1040 ℃ է, պահպանման ժամանակը 10 րոպեից ոչ պակաս է, կոփման ջերմաստիճանը 730 ~ 780 ℃ է, պահելու ժամանակը 1 ժամից ոչ պակաս է: Վերջնական ջերմային մշակումից հետո միկրոկառուցվածքը կոփված մարտենզիտ է:
T91 պողպատի առաձգական ուժը սենյակային ջերմաստիճանում ≥ 585 ՄՊա, զիջման ուժը սենյակային ջերմաստիճանում ≥ 415 ՄՊա, կարծրություն ≤ 250 Hb, երկարացում (50 մմ չափիչ հեռավորությամբ ստանդարտ շրջանաձև նմուշ) ≥ 20%, լարման թույլատրելի արժեք [ σ] 650℃= 30 ՄՊա:
Միջազգային եռակցման ընկերության կողմից առաջարկված ածխածնի համարժեք բանաձևի համաձայն, T91-ի ածխածնի համարժեքը
Կարելի է տեսնել, որ T91-ն ունի վատ զոդման հնարավորություն:
T91 պողպատը ունի սառը ճաքի մեծ միտում և որոշակի պայմաններում հակված է հետաձգվող ճաքերի: Հետևաբար, եռակցված միացումը պետք է կոփվի եռակցումից հետո 24 ժամվա ընթացքում: Եռակցումից հետո T91-ի միկրոկառուցվածքը թիթեղային և շերտավոր մարտենզիտ է, որը կոփումից հետո կարող է վերածվել կոփված մարտենզիտի, և դրա հատկությունները գերազանցում են թիթեղների և շերտերի մարտենզիտը: Երբ կոփման ջերմաստիճանը ցածր է, կոփման ազդեցությունը ակնհայտ չէ, և եռակցման մետաղը հեշտ է ծերանալ և փխրուն: Եթե կոփման ջերմաստիճանը չափազանց բարձր է (գերազանցում է AC1 գիծը), ապա հոդը կարող է կրկին ավստենիտացվել և նորից կարծրանալ հետագա հովացման գործընթացում: Միևնույն ժամանակ, ինչպես արդեն նշվեց այս հոդվածում, կոփման ջերմաստիճանի որոշման ժամանակ պետք է հաշվի առնել հոդերի փափկեցնող շերտի ազդեցությունը: Ընդհանուր առմամբ, T91-ի կոփման ջերմաստիճանը 730 ~ 780 ℃ է:
Եռակցումից հետո T91-ի կոփման հաստատուն ջերմաստիճանի ժամանակը չպետք է լինի 1 ժամից պակաս, որպեսզի ապահովվի դրա կառուցվածքի ամբողջական վերափոխումը կոփված մարտենզիտի:
T91 պողպատից եռակցված հոդերի մնացորդային սթրեսը նվազեցնելու համար հովացման արագությունը պետք է վերահսկվի 5 ℃ / րոպեից պակաս: T91 պողպատի եռակցման գործընթացը կարելի է ցույց տալ Նկար 3-ում:
Տաքացնել 200 ~ 250 ℃; ② Եռակցում, միջշերտային ջերմաստիճան 200 ~ 300 ℃; ③ Եռակցումից հետո սառեցում, 80 ~ 100 ℃ / ժ արագությամբ; ④ 100 ~ 150 ℃ 1 ժամ; ⑤ Կոփում 730 ~ 780 ℃ 1 ժամ; ⑥ Սառեցրեք 5 ℃ / րոպեից ոչ ավելի արագությամբ:
T91 Steel-ը հիմնված է համաձուլման սկզբունքի վրա՝ հատկապես ավելացնելով փոքր քանակությամբ հետքի տարրեր, ինչպիսիք են նիոբիումը և վանադիումը: Նրա բարձր ջերմաստիճանի ուժը և օքսիդացման դիմադրությունը զգալիորեն բարելավվել են 12 cr1mov պողպատի համեմատ, սակայն եռակցման արդյունավետությունը վատ է:
Քինի թեստը ցույց է տալիս, որ T91 պողպատն ունի սառը ճաքի մեծ միտում: Ընտրելով 200 ~ 250 ℃ նախնական տաքացում և 200 ~ 300 ℃ միջշերտային ջերմաստիճան, կարող է արդյունավետորեն կանխել սառը ճաքը:
T91-ը պետք է սառչի մինչև 100 ~ 150 ℃ 1 ժամ, նախքան եռակցումից հետո ջերմային մշակումը; Կոփման ջերմաստիճանը 730 ~ 780 ℃, պահպանման ժամանակը 1 ժամից ոչ պակաս։
Եռակցման վերը նշված գործընթացը կիրառվել է 200 ՄՎտ և 300 ՄՎտ հզորությամբ կաթսաների արտադրության և արտադրության պրակտիկայում՝ գոհացուցիչ արդյունքներով և մեծ տնտեսական օգուտներով:
