超臨界高壓鍋爐管坯P91鍛后炸裂分析及工藝改進.pdf

1、隨著我國電力和鍋爐行業(yè)的飛速發(fā)展，對鍋爐管坯的需求量呈現(xiàn)出逐年不斷增長的趨勢，由于P91（10Cr9Mo1VNb）鋼表現(xiàn)出較高的抗氧化性和抗高溫蒸汽腐蝕性，具有良好的沖擊韌性和持久塑性等優(yōu)異特點，得到了國內(nèi)外學者廣泛的關注。但是，P91鋼的冶煉工藝質(zhì)量穩(wěn)定性較差，多次出現(xiàn)P、C、Al、N等化學成分超標、非金屬夾雜物超標、鋼錠過熱、皮下氣泡和裂紋、表面裂紋、退火出爐后炸裂、白點等嚴重質(zhì)量問題，從而造成多爐廢品。經(jīng)過近年來的生產(chǎn)研究，化學成

2、分超標、非金屬夾雜物超標、皮下氣泡、鋼錠過熱、白點等質(zhì)量問題已經(jīng)基本得到解決，而退火出爐后炸裂等質(zhì)量問題仍經(jīng)常發(fā)生，因此，如何提高P91鋼鍛造管坯的成形質(zhì)量現(xiàn)已成為迫切需要解決的關鍵問題。
　　本研究針對P91鋼管坯表面開裂的問題進行了深入研究，對P91鋼開展了不同工藝參數(shù)的熱處理試驗研究，對材料的裂紋形貌，顯微組織狀態(tài)進行了觀察分析，對其力學性能（硬度）進行了測定?；谟邢拊獢?shù)值模擬技術，采用ABAQUS模擬軟件對P91鋼熱處理

3、過程進行了模擬。結果發(fā)現(xiàn)：P91管坯炸裂是由于熱處理爐爐膛溫度分布不均勻所致，使處在遠低于保溫溫度區(qū)域而進行加熱的P91管坯在冷卻時形成了馬氏體組織而存在較大的殘余應力，故出現(xiàn)炸裂。因此，適當提高退火溫度至720℃補償爐溫的不均勻，加快奧氏體組織向鐵素體組織的轉(zhuǎn)變，避免馬氏體組織的產(chǎn)生，杜絕P91管坯炸裂現(xiàn)象的發(fā)生。此外，由P91鋼C曲線可知，該材料的Ac1為800-830℃之間，Ms點為380℃左右。且在670-800℃之間存在一個奧