不銹鋼高壓鍋爐管是80年代初由美國CE公司與美國橡樹嶺國家實驗室聯(lián)合開發(fā)成功的：一種鋼種。該鋼可用于制造高溫高壓鍋爐過熱器、再熱器管，P91可用于制造金屬壁溫小于650℃的鍋爐集箱，蒸汽導(dǎo)管等。不銹鋼具有高的熱強(qiáng)性，良好的持久塑性，優(yōu)良的抗氧化性和抗腐蝕性能。不銹鋼在600℃時的熱強(qiáng)性是T9鋼的三倍，在625℃時與TP304H鋼相當(dāng)，并且，與奧氏體鋼焊接接頭沒有早期失效敏感性．T91鋼這些特性正適合應(yīng)用在600～650℃區(qū)間替代TP304H，TP347H等鋼種制造大容量鍋爐，1995年該鋼以“10Cr9MoIVNb”牌號納入國標(biāo)GB5310《高壓鍋爐用無縫鋼管》標(biāo)準(zhǔn)中。
目前不銹鋼國內(nèi)市場需求量大約10000噸左右。由于該鋼種制造難度大，熱處理制度要求嚴(yán)格，所以，目前國內(nèi)鍋爐行業(yè)急需的T91高壓鍋爐管幾乎全部依賴進(jìn)口，為此鍋爐行業(yè)迫切希望寶鋼能開發(fā)不銹鋼高壓鍋爐管產(chǎn)品。研制生產(chǎn)不銹鋼高壓鍋爐管對寶鋼擴(kuò)大新產(chǎn)品，增加新的經(jīng)濟(jì)增長點，替代進(jìn)口產(chǎn)品都有著十分重要的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。ASME SA-213標(biāo)準(zhǔn)的T91鋼、GB5310-1995高壓鍋爐用無縫鋼管規(guī)定的T91鋼及寶鋼T91鍋爐鋼管化學(xué)成分見表?；瘜W(xué)成分決定鋼的力學(xué)性能，標(biāo)準(zhǔn)只是給出了一個大概的成分范圍，要想取得最佳的性能配合，就需要對成分進(jìn)行優(yōu)化和控制，經(jīng)過寶鋼試驗研究的實踐，對國外生產(chǎn)廠家實物質(zhì)量的調(diào)研分析以及借鑒國內(nèi)廠家試制和評定的結(jié)果，寶鋼最終對制約性能的關(guān)鍵元素提出了控制要求，取得了良好的效果。
T91鋼的室溫性能規(guī)定了強(qiáng)度的下限值和硬度的上限值，過高的硬度不利于不銹鋼管的加工．它是在9CrlMo鋼的基礎(chǔ)上添加V Nb N合金元素，形成MC相沉淀強(qiáng)化，大大提高熱強(qiáng)性9%的Cr含量在提高抗氧化性的同時也通過周溶強(qiáng)化提高鐵素體的強(qiáng)度和硬度，因此，為了把硬度(HB)控制在≤225，Cr含量應(yīng)控制在996以下．T91鋼中Al Ni等殘余元素含量過高，可造成彌散相Nb V(C N)分布不均勻和體積份額的降低，從而引起蠕變斷裂強(qiáng)度的降低，另外，硫(S)是引起原晶界弱化的主要雜質(zhì)元素，是導(dǎo)致T91鋼蠕變脆化的主要原因，同時，試驗研究還表明，在T91鋼中，隨V含量的增加持久強(qiáng)度將下降。因此，寶鋼在制定T91鋼內(nèi)控化學(xué)成分時，吸取了以往國內(nèi)廠家研制的經(jīng)驗和教訓(xùn)．在ASME SA-213 T91標(biāo)準(zhǔn)和GB5310-1995標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，又對國外所生產(chǎn)的50爐T91鋼化學(xué)成分進(jìn)行了分析和比較，并根據(jù)寶鋼的實際冶煉條件確定了寶鋼T91鋼化學(xué)成分，由于寶鋼T91鋼實施了嚴(yán)格的化學(xué)成分控制，寶鋼T91鋼在625℃10萬小時的持久強(qiáng)度可達(dá)71. 8MPa．完全滿足ASlvIE SA—2L3標(biāo)準(zhǔn)與GB5310-1995標(biāo)準(zhǔn)68. 5MPa的要求。
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