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精密管技术

10#高精密大口径钢管热强度影响

  • 作者:精密钢管
  • 发布时间:2021-08-05
  • 点击:5624

低合金钢10#高精密大口径钢管的合金系基本分为Cr-Mo、Cr-Mo-V、Cr-Mo-W-V-B、Cr-Mo-V-V-B系等。这种钢质正火后的基体组织主要是珠光体,也称为珠光体耐热钢,是应用最广泛的低合金耐热钢10#高精密大口径钢管。

从严格意义上讲,这种10#高精密大口径钢管应该被称为低中合金耐热钢,以区别于主要为Ni、Cr的高合金耐热钢(即不锈耐热钢)。然而,虽然低合金耐热钢大口径薄壁精密钢管中Cr的含量有时达到9%,但通常仍被归为低合金耐热钢。

10#高精密大口径钢管

为改善耐热10#高精密大口径钢管的热强度,可采用以下三种方法进行强化:1)基体固溶强化合金元素对铁素体基体进行强化,常用Cr、Mo、W、Nb等元素可明显提高其热强性。结果表明,Mo、W的固溶强化效果最明显,Cr质量分数在1%左右非常显著,继续增加Cr的强化效果不明显,但能提高其持续强度。

(2) 第二相沉淀在以铁素体为基体的耐热10#高精密大口径钢管中强化,其强化相主要是合金碳化物(V4C3或VC、NbC、TiC等)。在0.6TM以上的固溶强化明显维持到0.7TM(TM为熔点),而大口径精密轴承钢管固溶强化作用明显减弱。而碳化物种种类、形态和弥散度对热强度有很大的影响。

结果表明:体心立方晶系中V4C3、NbC、TiC等碳化物最有效;温度低于520℃时,Mo2C有沉淀强化作用;Cr7C3和Cr23C6在540℃左右极不稳定,容易聚集。(3)提高10#高精密大口径钢管含碳量,在能够形成稳定的合金碳化物的前提下,有利于热强度。Cr-Mo-V或Cr-Mo-W-V低合金耐热10#高精密大口径钢管的V/C含量比值为4时,V4C3可以全部结合成V4C3,且具有极小的分散分布,最大的蠕变抗性和持久性。

10#高精密大口径钢管

20#高精密大口径钢管V与Ti同时存在,当(V+Ti)/C=4.5~6时热强度最高。很明显,碳与生成强碳化物元素的含量要适当配合。当精密的大口径碳钢管中强碳化物如Mo钢或低Cr-Mo钢不存在时,增加含碳量不利于提高10#高精密大口径钢管的热强度。由于此时碳化物Mo2C或Cr7C3不稳定,容易聚集生长,同时也降低了Mo、Cr的固溶强化作用,使Mo、Cr的热强度反而降低。

如果是这样的话,含碳量较低的话会有好处。Cr对低合金耐热10#高精密大口径钢管热强度的影响较为复杂。Cr的最佳含量与钢中其它成分有关,与工作温度有关。例如,当Cr-0.5%Mo钢温度为595℃时,蠕变阻力最大,Cr含量约为5%。当Cr-1%Mo钢在595℃时,其蠕变阻力最大,Cr含量7.5%左右。

Cr-Mo-V钢在600℃时,获得最大的蠕变抗力和持久强度,其质量分数为1%~2%。提高耐高温性能也是低合金耐热10#高精密大口径钢管发展的另一个趋势,电站设备的热电参数如能达到650℃,效率可从目前的39.8%提高到43%。

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