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T91/P91馬氏體耐熱鋼與12Cr1MoV合金結構鋼焊接工藝分析及應用
發布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時間：2015-04-13
馬氏體耐熱鋼（如T91/P91鋼等）以其良好的高溫持久強度、熱穩定性和高溫抗蠕變能力等綜合性能，在電站鍋爐的過熱器、再熱器及主蒸汽管道上獲得越來越廣泛的應用。而火力發電機組隨著各個部位工作溫度的不同，也不可避免地產生了T91/P91與12Cr1MoV等異種鋼的焊接問題。
???隨著電力工業的迅速發展，高參數、大容量機組不斷涌現，對鋼管材料的高溫蠕變和抗應力腐蝕等性能提出了更高的要求。馬氏體耐熱鋼（如T91/P91鋼等）以其良好的高溫持久強度、熱穩定性和高溫抗蠕變能力等綜合性能，在電站鍋爐的過熱器、再熱器及主蒸汽管道上獲得越來越廣泛的應用。而火力發電機組隨著各個部位工作溫度的不同，也不可避免地產生了T91/P91與12Cr1MoV等異種鋼的焊接問題。
近幾年隨著電力工業的迅猛發展，T91鋼的焊接技術已經成熟，但T91與12Cr1MoV異種鋼焊接技術難度較大，容易出現焊接缺陷，因此需要通過焊接工藝評定試驗，以保證T91與12Cr1MoV異種鋼管道的焊接質量。
T91鋼是在9Cr1Mo鋼的基礎上，采用純凈化、細晶化冶金技術以及微合金化和控軋、控冷等工藝開發出的新一代中合金耐熱鋼。從化學成分上看，降低了C、S和P含量，并采用V、Nb和N元素微合金化；從力學性能上看，鋼的強度和韌性得到了改善。這是由于T91鋼的強化機理與老鋼種有原則的不同，即除了固溶和沉淀強化外，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化晶粒的結果。該鋼的供貨狀態為正火+回火（730～760℃），顯微組織是回火馬氏體。
12Cr1MoV耐熱鋼中由于C及一定量的Cr、Mo和V等合金元素，一方面在焊接過程中有一定的淬硬傾向，另一方面在焊接熱循環決定的冷速條件下，接頭的組織與性能極不均勻，焊縫和熱影響區中有冷裂傾向。因此，為了防止脆化及冷裂，12Cr1MoV耐熱鋼一般要求焊前應根據結構與具體生產條件進行預熱。
T91鋼與12Cr1MoV管對接焊工藝制度：
????（1）預熱制度。預熱溫度按T91鋼的要求進行選擇，溫度控制在150～200℃，手工氬弧焊打底完成后待溫升至250～300℃進行焊條手工電弧焊，并保持此層間溫度；
????（2）后熱處理。焊后升溫至300～350℃，保溫2h；
????（3）焊后熱處理。T91鋼的焊接接頭，焊后必須緩冷到Mf點（150～100℃）以下，并保溫0.5～1.0h，使其焊接接頭完全轉變為馬氏體組織，然后再升溫至730～760℃進行回火熱處理，保溫時間2h。升溫速度應≤150℃/h。
????將上述制度應用與生產實踐中，取得了較好的效果。通過試驗，也證明了所用焊接工藝參數及焊接方法的合理性。
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