| ②該鍘具有較高的室溫抗拉強(qiáng)度，δb最高達(dá)770MPa，而且塑性也較好。③該鋼的沖擊韌度和材料脆性轉(zhuǎn)變溫度明顯優(yōu)于同類X20和EMl2鋼。④該鋼具有更高的高溫持久強(qiáng)度和許用應(yīng)力，在550℃高溫經(jīng)過105h運(yùn)行后的高溫持久強(qiáng)度是T22鋼的2倍，在540～610℃內(nèi)的許用應(yīng)力明顯高于T22、TP304H和X20鋼。⑤該鋼具有良好的整管彎曲加工性能。⑥該鋼的高溫疲勞性能優(yōu)于T22和TP304H鋼，高溫抗氧化性能也遠(yuǎn)高于T22鋼。
三、T91／P91鋼的焊接性
T91／P91鋼是在9Cr1Mo鋼的基礎(chǔ)上，采用純凈化、細(xì)晶化冶金技術(shù)，以及微合金化和控軋、控冷等工藝，開發(fā)出的新一代中合金耐熱鋼。從化學(xué)成分上看(見表1)，T91／P91鋼中C、S、P含量降低了，并用V、Nb、N元素微合金化；從力學(xué)性能上看(見表2)，T91／P91鋼的強(qiáng)度和韌性改善了。這是由于該鋼的強(qiáng)化機(jī)理與老鋼種有原則的不同，即除了固溶和沉淀強(qiáng)化外，還通過微合金化、控軋、形變熱處理及控冷獲得高密度位錯和高度細(xì)化晶粒的結(jié)果。該鋼的供貨狀態(tài)為正火＋回火(730～760℃)，顯微組織是回火馬氏體。
與T9鋼相比，T9l／P9I鋼由于降低了碳和雜質(zhì)元素的含量，焊接裂紋的敏感性明顯減弱，防止裂紋產(chǎn)生的預(yù)熱溫度隨之而降。應(yīng)該說，該鋼的焊接性有所改善。但是這并不意味著在所有的情況下都能獲得滿意的接頭性能。研究表明，該鋼焊接性的主要問題如下：
(1)焊接裂紋敏感性。鋼中合金元素種類多，總含量達(dá)10%左右，具有相當(dāng)高的空淬特性，由于HAZ淬硬傾向大，冷裂紋敏感性仍較大；同時(shí)鋼中含有C、Nb等促進(jìn)熱裂的元素，因此該鋼還有一定的熱裂傾向，其敏感性介于SA213—T9鋼和SA213—TP304H鋼之間。
(2)HAZ塑性降低。由于受焊接熱循環(huán)的影響，HAZ晶粒長大傾向較大，使該區(qū)的塑性降低。
(3)HAZ的軟化。由于受焊接熱循環(huán)的影響，HAZ出現(xiàn)軟化層，惡化了該區(qū)的力學(xué)性能。
(4)焊縫金屬韌性的惡化。由于焊縫金屬未曾經(jīng)受控軋和形變熱處理過程，晶粒不可能由此被細(xì)化；同時(shí)焊縫中的Nb、V元素在冷卻凝固過程中難以呈微細(xì)的C、N化合物析出，因此焊縫的韌性比母材低許多。
(5)有研究顯示，在一些情況下，該鋼還有一定的應(yīng)力腐蝕裂紋敏感性。
總體上看，該鋼焊接性的主要問題是冷裂紋敏感性較強(qiáng)，以及一定的熱裂紋傾向，同時(shí)也不可忽視接頭性能的弱化(焊縫區(qū)韌性惡化和熱影響區(qū)的軟化)。合理的焊接工藝是控制和改善該鋼焊接性的重要技術(shù)手段。
四、T91／P91鋼的焊接工藝要點(diǎn)
電站鍋爐過熱器和再熱器用T91鋼管常用規(guī)格有ψ54mm和ψ57mm等，壁厚有4mm、8mm和9mm等幾種。大直徑主蒸汽P91鋼管有ψ457mm×45mm、ψ347mm×46mm等多種規(guī)格。小徑管現(xiàn)場施工多為水平對接固定位，要求單面焊雙面成形，而且要求反而焊縫不被氧化。為使接頭具有滿意的使用性能，早期的焊接工藝主要采用兩種方法：一是全氬弧焊(TIG打底＋TIG填充)；二是氳弧焊(TIG)打底＋焊條電弧焊填充。 |
