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《大型铸锻件
January 2016
HEAVY CASTING AND FORGING
P91超临界锅炉用钢的试验研究
王軎春于英李道志王洋
(大连特钢公司锻钢厂,辽宁116105)
摘要:通过对工艺路线、锻造温度范、变形量、每道次压下量和热处理去氢时间等参数的确定,制定出
P91钢的锻造工艺、热处理工艺,为生产更高级别的不锈钢产品积累了经验。
关键词:91;锻造工艺;热处理工艺;超声检测
中图分类号:TG316文献标志码:B
Experimental Research on P91 Supercritical Boiler Steel
Wang Xichun, Yu Ying, Li Daozhi, Wang Yang
Abstract: By determining the following parameters, such as process route, forging terperature range, deformation
mount, reduction of each pass and dehydrogenation time et., the forging proeess and the heat treatment process of
P91 steel has been prepared, so as to gather the experience of manufacturing the higher grade stainless steel products
Key words: 91; forging process heat treatment process; ultrasonic test
P91是主要用于火电厂高温受压部件的材
1170~1190
料,我国电站锅炉向大容量、高参数方向迅速发
锻造
展,制造大容量、高参数亚临界和超临界锅炉所需
800士10
要的系列合金钢管必将会越来越多山。2015年3
650士
≤「≥25
100℃/hl
月,本公司结合以往经验,制定出P1钢加热、锻
≤
519/h
时间/h
造和热处理工艺,最终将3炉P91钢成功锻出。
图1P91加热工艺曲线
主要技术参数
Figure 1 Heating process curve of P91 steel
加热工艺规定钢锭需高温红转装炉,控制升
试验钢种的成分要求见表1。
温速度,高温段较长时间保温,保证均温透烧,防
生产工艺路线为:模铸锭→钢锭红转→锻造
止钢錠镦粗和拔长时产生裂纹等缺陷。
成材→红装退火→车光→检测一→检査→包装→交2.2锻造工艺
付。锻件的规格为必1000mm、长2700mm,在
首先,锻造比确定为≥2.5。令理的锻造比,
生产中选用21t电炉锭。
不但能获得细小均匀的组织,还能够提高力学性
生产工艺
能、抗晶间腐蚀性能,降低锻造变形难度。其次
为避免锻造开裂,又要满足锻造比的要求,必须采
2.1加热工艺
用合理变形量的镦-拔变形过程。同时,防止出现
该钢热传导系数低,在实际操作中易产生表过大的拉应力,以避免产生拉裂。工艺规定出每
面裂纹和心部裂纹,加热要严格控制始锻温度和道次的压下量,根据温降速度确定了每火次的变
保温时间,同时还要防止钢锭加热造成的过热和形量、中间停锻温度、返炉加热温度、保温时间以
过烧,该钢种的加热曲线如图1所示。
表1P91的成分(质量分数
Table 1 Chemical composition of P91(mass fraction, %o
C
Si
M
P
Cr
Nb
N
0.08~10.20~0.30~!≤
0.03
0.120.500.6010.018i0.0109.201.050.230.10
0.07
0.015
T
Bi Pb Sn As+Sb+ Bi
≤0.25≤0.20≤0.01「≤0.01≤0.0031≤0.008≤0.012≤0.010≤0.010
≤0.035
收稿日期:2015-05
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《大型铸锻件》
HEAVY CASTING AND FORGING
2016
表2P9】钢锻造工艺参数
Table 2 Forging process parameters of P9l steel
炉号
1/节号变形过程锻比”的规格
锭型
mr
)
≤
1、2、3
次懒拔2.6
≤
18
151030516412⊥
≤
10
4、二次镀拔4.0
则特L51oc/h
300~90
970
1510405169421
次拔
2.6
3?≤250出炉
1、2二次懒拔
2700
时间/h
次镦拔12.6
1510305170321
图2P91热处理工艺曲线
、5「二次懒拔14.0
Figure 2 Heat treatment process curve of P9l steel
表3P钢超声检测结果
及最后一火次的变形量控制。锻造工艺参数
Ttable 3 Results of ultrasonic test for P91 steel
见表2。
炉号
锻造
热处理
检测结果
钢锭开锻温度≥1050℃,终锻温度≥850℃。
後造长时需高温倒棱,按长压下量按100300a达」6oま氢の不满足标准要求
控制,每火次变形量≤300m,最后一火次临界
15103051703/次镦拔1650℃去氢60h
变形尺寸留12%~18%的变形量。每火次返炉
次缴拔』60℃去氢60h「不满足标准要求
保温时间≥3h。
1510405169
次镦拔1650℃去氢90h
二次拔」650℃去9h满足标准要求
2.3热处理工艺
为降低1的硬度,防止产生白点等问题,锻均匀,检测时杂乱反射波较少,可以发现04.0
造后需进行退火处理。退火炉提前点炉进行高mm以上缺陷。去氢60h时钢材可发现5.0
温待料,P91锻材锻后红送退火炉,30min内装退m以上缺陷,组织不均匀且不易分辨缺陷波。
火炉。为对比650℃温度下去氢退火时间对去氢未进行去氢处理的锻材波形介于上述两者之间。
效果的影响,设定去氢时间分别为0h、60h和90
h。具体锻后退火工艺按照图2执行。
结论
2.4超声检测
锻材成功生产,说明工艺路线是可行的。通
按照CB/T6402级进行检测(使用1MHa
过分析检测波形发现,锻造时镦粗一次与镦粗两
探头),具体检测情况见表3
次对检测结果没有大的改善及影响,去氢时间90
3分析与讨论
h时组织较均匀。今后可针对不同的客户需求,
采用不同的热处理方式。
从这3炉检测情况看,合理的锻造工艺和热
处理工艺可满足产品要求。锻造时,合理地控制
参考文献
压下量和锻造温度能有效避免和减轻表面裂纹