SUPER304H钢管关键变形与热处理工艺
超超临界发电机组SUPER304H焊接过程控制探讨
超超临界发电机组SUPER304H焊接过程控制探讨[摘要] SUPER304H是一种新型的奥氏体不锈钢，目前已广泛应用于高参数、大容量的超超临界机组。
针对此材料的特点，分析了焊接过程中容易出现的各种缺陷及产生缺陷的原因，提出了焊接过程中需重点控制的事项。
[关键词] SUPER304H焊接缺陷过程控制1.引言高参数、大容量超超临界发电机组因其具有较高的热效率和较低的污染物排放而备受青睐，而制造高参数、大容量超超临界锅炉必须要解决相应的材料问题。
SUPER304H是住友钢铁公司开发的一种高温强度高、耐氧化、能长期服役、经济的奥氏体不锈钢，目前已在大容量超超临界机组锅炉中已经得到广泛的应用。
SUPER304H由于进入国内时间较晚，国内焊工对其性能了解不足，焊接质量一直难以达到较高的水平，由此带来了返修困难、工期延误、成本大量增加等问题。
以下对SUPER304H焊接时容易出现缺陷及相应的过程控制措施进行探讨。
2.焊接时出现的缺陷及原因分析2.1SUPER304H焊接时主要出现的缺陷为未熔合、气孔、内凹、未焊透、根部成型不佳等，统计如表1。
2.2原因分析2.2.1 施工人员施工人员对于SUPER304H材料接触较少，对其材料性能不了解，没有熟练掌握其焊接特性。
2.2.2焊接母材SUPER304H钢是一种改良高碳18Cr-8Ni类不锈钢而开发出的新型奥氏体耐热钢。
与传统的TP304H类钢相比，其主要合金化措施是在材料中加入了大约3%铜，以及少量的铌和氮元素，使该钢在服役时产生微细弥散、沉淀与奥氏体内的富铜相，并与其互相密合[1]；该富铜相与NbC、NbN、NbCrN和M23C6一起产生极佳的强化作用。
同时该钢提高了碳的含量范围；其它的微合金化还包括微量的铝和硼元素的加入。
该钢不含贵重的Mo、W等贵重元素且其许用应力较目前常用的SA213TP347H高约20%[1]，在锅炉上的应用能减薄钢管壁厚，降低锅炉制造成本。
super304h新型奥氏体耐热钢的焊接工艺研究【ppt课件】
焊丝的选择：奥氏体不锈钢的焊接，常采用同材质焊接材料，因此， 选择日本日铁住溶接工业株式会社生产的YT-304H（φ2.4mm）焊丝， 其化学成分见下表。
四、SUPER304H焊接工艺难点分析
2，晶间腐蚀问题。
这是奥低体不锈钢最危险的一种破坏形式。但是奥氏体不锈钢不是任何时 候都会产生晶间腐蚀，它与钢的加热温度和加热时间有关，产生晶间腐蚀的温 度为450~850℃（敏化温度），尤其以650℃最为危险。
2007-11-27
五、焊接工艺措施的确定
2007-11-27
谢谢了解！
2004年9月24日
第24页
化学元素
C
Mn
Si
S
P
百分比 Wt%
0.11
3.20
0.20
0.003
0.004
化学元素
Ni
Cr
Cu
Nb
N
百分比 Wt%
15.98
18.41
2.99
0.66
0.21
2007-11-27
对口装配及定位焊
试件对口钝边、间隙尺寸见图1所示。 在对口根部定位焊，定位焊后应检查焊点质量，如有缺陷应立即清除，重新
22~29
3.0
2
GTAW YT-304H
Φ2.4 直流正接 85~87
9~10
25~28
2.0
3/1-2 GTAW YT-304H
Φ2.4 直流正接 85~93
9~10
28~35
2.0
4/1-2 GTAW YT-304H
SA213-SUPER304H超级不锈钢焊接工艺
为提高电站机组热效率、降低煤耗和发电成本,减少SO 2、CO 2等污染气体的排放量,世界各国均以发展大容量、高效率的超临界甚至超超临界机组为主要方向,以适应环境保护和节约能源的要求。
超超临界机组是当代火力发电厂的共同发展趋势,锅炉是火电机组的关键设备,其蒸汽参数达到26.25 MPa、600℃,这就要求开发出耐高温性能更好的耐热钢,目前,世界先进国家普遍采用的是新型细晶强韧化铁素体耐热钢和新型细晶奥氏体耐热钢,SUPER304H就属于新型细晶奥氏体耐热钢,主要应用于超超临界锅炉高温过热器、高温再热器等重要部件。
1 材料物理化学性能的分析SUPER304H钢是日本在TP304H钢中添加了3%Cu、0.4%Nb 和一定量的N开发出的新型钢种,该钢种具有极高的蠕变断裂强度,在600～650℃下的许用应力比TP304H高30%,而且组织性能和力学性能稳定,是超超临界锅炉过热器、再热器的首选材料。
SUPER304H钢的化学成分(%)为:C 0.07～0.13,Mn ≤1.0,Si≤0.03 ,S≤0.01,P≤0.04,NI 7.5～10.5,Cr 17～19,Cu 2.5～3.5,W 1.52,Nb 0.3～0.6 ,N 0.05～0.12。
其主要力学性能为:屈服强≥235 MPa,抗拉强度≥590 MPa纵向延伸率(%)≥35硬度(HB)≤219。
SA213-SUPER304H钢的化学成分,在钢中加入适量的铜和铌,是为了提高其持久强度、持久塑性、韧性和抗腐蚀性;而对高温抗拉强度有较大影响的氮含量上限控制在0.12%,主要是考虑到运行温度下长期时效后塑性下降。
2 焊接工艺难点分析SA213-SUPER304H钢在供货状态下是单一的奥氏体组织,焊接Cr、Ni纯奥氏体钢的主要问题有三个,分别是焊接裂纹、接头腐蚀和时效脆化。
焊接纯Cr、Ni奥氏体钢容易出现高温裂纹,他们是结晶裂纹、高温液化裂纹、高温脆性裂纹。
超(超)临界发电机组用Super304H钢管关键制造工艺的分析
１ 管坯成 分设 计和 冶 炼工 艺 Ａ ＭＥｃｄ ａｅ２２ — 的 Ｓｐｒ０ Ｈ 钢化学 成 Ｓ ｏｅｃｓ ３ ８１ ｕｅ３４
进行检测、 统计分析后表明， 其成分特点如下 ：ｕ ｃ 含 量 ≤３ ０ ； ｒ Ｎ 含 量 与 Ｔ ３４相 当； ．％ Ｃ 、 ｉ Ｐ０ Ｃ含 量 ≤ ００ ％ ，接 近 规 定 的 下 限 ；Ｎ ／ 略 大 于 ５ ．８ ｂＣ ；
关键词 超 （ 临界机组 超） Ｓ ｐｒ０ Ｈ钢管 ｕｅ ４ ３ 成分 工艺
Ａｎ ｌ ｓｓ ０ ｅ ｏ ｕ ｉ ｇ Ｐｒ ｃ ｓ ｆ Ｓ ｐ ｒ ０ Ｓ ｅ ｌＴｕ ｅ ｆ ｒ ａ ｙ ｉ ｎ Ｋ ｙ Ｐｒ ｄ ｃ ｎ ｏ ｅ ｓ ０ ｕ ｅ ３ ４Ｈ ｔ ｅ ｂ ０ Ｕｌｒ ． ｕｐ ｒ ｒｔｃ ｌＥｌｃ ｒｃ Ｐ０ ｒ Ｕｎ ｔ ｔ ａ Ｓ ｅ ｃ ｉｉ ａ ｅ ｔ ｉ ｗｅ ｉ
ｓ ｅ ｕ ｅ ａ ｅ ｐ ｅ ｅ ｔｄ ｉ ｉ ａ ｔ ｌ ． ｔ ｌｔ ｂ ｒ ｒ ｓ ｎ ｅ ｎ ｔ ｓ ｒ ｃｅ ｅ ｈ ｉ Ｍ ａ ｅ ｉ ｌ ｎ ｅ Ｕｈ ａ Ｓ ｐ ｒ ｒ ｉ ａ ｌ ｃｒ ｏ ｒ Ｕ ｉ，Ｓ ｐ ｒ ０ ｔ ｒａ ｄ ｘ Ｉ ｒ ． ｕ ｅ ｃ ｉ ｅ Ｅ ｅ ｔ ｃ Ｐ ｗｅ ｎ ｔ ｕ ｅ ３ ４Ｈ ｔ ｅ ｕ ｅ ｔ ｌ ｉ Ｓ ｅ ｌ ｂ ，Ｃ ｍｐ ｓｔ ｎ ｒ ｃ ｓ Ｔ ｏ ｏ ｉ ｏ ，Ｐ ｏ ｅ ｓ ｉ
Ｎ ／ Ｃ＋Ｎ） ２ ｈ ｅ ｒｃｓｅ ｕ ｈａ ｅｔｔ ａ ｅ ｔ ｃｌ ｏｋｎ ｅｏｍ ｔ ｎａ ｄｓｏ ｅｎｎ ｒＳ ｐｒ０ Ｈ ｂ（ ＞ Ｉ ．Ｔ ｅｋ ｙｐ ｅｓｓｓｃ ｓｈａ ｅｔ ｎ ， ｏｄｗ ｒｉｇｄｆｒ ａ ｏ ｈｔｐｅ ｉ ｆ ｕ ｅ３４ ｏ ｒ ｍ ｉ ｎ ｇｏ
彭芳芳 朱 国良 宋建新
钢管热处理工艺流程
钢管热处理工艺流程
《钢管热处理工艺流程》
钢管热处理工艺是指利用热能对钢管进行加热和冷却处理，以改变其组织结构和性能的方法。
这一工艺在钢管加工领域中起着非常重要的作用，可以提高钢管的硬度、强度、韧性和耐腐蚀性能，从而满足不同工程项目对钢管性能的需求。
钢管热处理工艺流程通常包括加热、保温和冷却三个主要阶段。
首先是加热阶段，钢管被放入加热炉中进行加热，通常加热温度会根据钢管的具体材质和处理要求而有所不同。
加热过程中，钢管内部的晶粒结构逐渐变化，使钢管的硬度和强度得到提高。
接着是保温阶段，加热后的钢管需要在一定温度下保持一定时间，使得其内部晶粒均匀生长，消除应力和组织缺陷，进一步提高其塑性和韧性。
最后是冷却阶段，钢管从加热炉中取出后，需要迅速进行冷却处理。
冷却速度通常对钢管的最终性能有着重要影响，不同的冷却方式会影响钢管表面和内部的晶粒结构，进而影响其力学性能。
除了上述主要阶段外，钢管热处理工艺流程还包括了预处理、清洗、包装等环节，以确保钢管在热处理过程中不受外界环境和杂质的影响，保证其最终性能和质量。
总之，钢管热处理工艺流程是一个综合性的加工过程，需要严格控制各个环节的参数和操作，以确保钢管能够达到设计要求的性能，并满足使用需求。
只有专业的工艺流程和严密的操作才能保证钢管的质量和稳定性。
SUPER304H焊接工艺与热影响区晶粒度的关系
表2, 表2 中日本材料的焊接道次与其他两个不同, 主
要是因为日本的管子太薄, 不能进行更多道次的焊接。
进行多道次焊接时, 每道次焊时都采用相同的线输入
能量, 每道焊完后试样略微冷却2 m in～ 3 m in后, 接着
下一道焊接。
表 2 焊接试验工艺
国别 试样号
道次
线输入能量 (kJ cm )
1
1
(1. N o rth U n iversity of Ch ina, T aiyuan 030003, Ch ina; 2. T echno logy Cen ter of T aiyuan Iron and Steel Com p any, T aiyuan 030003, Ch ina) Abstract: T he gra in size in hea t affected zone (HA Z) is the sign ifican t facto r affecting the w elding p rop erties. T he w elding tests of SU PER 304H steels p roduced by differen t facto ries w ere conducted, and the gra in size of the w elding HA Z w a s detected by op tica l m icro scop e. T he resu lts show tha t the m a in facto r of affecting gra in grow th in HA Z is the w elding line energy, and the w elding line energy shou ld be con tro lled dow n to 12 kJ cm. Key words: SU PER 304H steel; w elding hea t affected zone; gra in size; w elding p rocess
钢的热处理工艺技术
钢的热处理工艺技术钢的热处理工艺技术是一种通过改变钢材的组织结构和性能来达到预期目标的方法。
不同的热处理工艺可以改善钢材的硬度、韧性、强度、耐磨性等性能，从而满足不同用途的要求。
以下是一些常见的钢的热处理工艺技术。
1. 退火：退火是将钢材加热到一定温度，然后缓慢冷却到室温。
退火能改善钢材的塑性和韧性，减少内部应力，使其易于加工和变形。
2. 淬火：淬火是将钢材加热到临界温度以上，然后迅速冷却到室温。
淬火能提高钢材的硬度和强度，但会降低其韧性。
常见的淬火方法包括水淬、油淬和气体淬火等。
3. 回火：回火是将已经淬火的钢材重新加热到一定温度，然后通过不同的冷却速率进行冷却。
回火能减少淬火时产生的脆性，提高钢材的韧性和抗疲劳性能。
4. 正火：正火是将钢材加热到过冷状态下的温度，然后冷却到室温。
正火能改善钢材的强度和韧性，减少内部应力。
5. 淬火和回火：淬火和回火是一种常用的复合热处理工艺。
先将钢材淬火，然后进行回火，能够在保持一定硬度的同时提高韧性。
6. 软化退火：软化退火是用于消除冷加工或焊接后的钢材内部应力和硬度的一种热处理方法。
通过加热到一定温度，然后进行适当速率的冷却，使钢材恢复到一定的韧性和塑性。
7. 预应力退火：预应力退火是一种用于提高钢材的强度和韧性的热处理方法。
通过在加热阶段施加机械应力，然后进行退火处理，能够在保持较高强度的同时提高韧性和耐疲劳性能。
以上是一些常见的钢的热处理工艺技术，每种方法在实践中都有其适用范围和特定工艺参数。
合理选择和控制热处理工艺，能够使钢材达到所需的性能要求，并满足具体工程应用的需要。
钢的热处理工艺技术是钢材加工和制造过程中非常重要的环节，它能够改善钢材的性能，增加其应用价值。
随着现代工业的发展，钢材的应用领域越来越广泛，对于不同类型的钢材，需要采用适当的热处理工艺来实现所需的性能要求。
首先，退火是最常见的钢材热处理工艺之一。
退火过程中钢材被加热到一定温度，然后缓慢冷却到室温。
预变形对SUPER304H钢管性能的影响
在室温下 ，对母管进行Ｏ ％、１ ５ ％、２ ０ ％的拉伸
预 变形 ，再直 接切取试样进行 试验 。 ２ ． ２ Ｉ ２ 时效 管
Ａ Ｇ － ２ ５ ０ Ｋ Ｎ Ｅ 型电子拉伸试验机上进行 ；硬度试验按
Hale Waihona Puke 影 响，以期在今后的规范编制 、工艺完善提供技术
１ ３
束 Ｄ Ｏ Ｎ Ｇ 方膈墟 Ｆ Ａ Ｎ Ｇ Ｂ Ｏ Ｉ １ Ｅ Ｒ ： ＝ ＝ ： ： ： Ｉ 锅 炉 管 材
依据。
学 、７ ０ ０ ￣ Ｃ 短时高温力学 Ｉ 生 能对 比试验 ；对未时效管
进行 ７ ０ ０ ％验 证 ｌ 生持久试验 、与住友原 始数据对 比；
高温强度下降 ；３ ） 不高于２ ０ ％的变形对持久 ｌ 生 能有影响 、 但有限。
关键词 超（ 超 ）临界锅炉 Ｓ Ｕ Ｐ Ｅ Ｒ ３ ０ ４ Ｈ 钢管 预变形 性能
１引 言
Ｓ Ｕ Ｐ Ｅ Ｒ ３ ０ ４ Ｈ 钢管是 由 日 本住友金属株式会社在
很 短 。
实际上 ，在制作锅炉过热器和再热器束时 ，管
束 Ｄ Ｏ Ｎ （ ； Ｆ Ａ Ｎ Ｇ Ｂ ｔ ’ ｌ 熬 王 Ｊ Ｅ Ｒ ： ＝ ＝ ＝ ： ＝ ： ｌ 炉 管 材
预变形对ＳＵ Ｐ Ｅ Ｒ３ ０ ４ Ｈ钢管性能的影 响
东 方锅 炉 杨 华春 杨 小川 杨金 炳 于 明 明 赖仙 红
摘 要 通过力学试验 、验证性持久试验 、透射 电子显微分析和扫描 电子显微分析 ，分别研究了超 （ 超） 临界锅炉用Ｓ Ｕ Ｐ Ｅ Ｒ ３ ０ ４ Ｈ 耐热钢管预变形Ｏ ％、１ ５ ％、２ ０ ％， ７ ０ ０ ％下经０ 、５ ０ ０ ０ ｔ Ｊ ￣ 时时效后力学性能和不 同变 形量下７ ０ ０ ℃持久性能。结果表明：１ ）对未时效管 ，室温强度 、硬度和短时高温强度均随变形增加而上升 、 塑性下降但仍有一定塑性 ；２ ）对 时效管 ，硬度变化主要取决于变形而非 时效时间 、但时效引发变形管短时
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230～1280℃之间)，使合金元素充分固溶到基体中。随 后控制冷轧，采用大变形量的工艺制管，变形比应大于 2.5以上，使其晶粒发生大的
畸变，再进行正常的固溶处理，其温度应至少低于前期 固溶软化温度80℃，此时，得到较细的奥氏体晶粒及大 量晶内弥散分布的剩余未溶NbCrN
、Nb(C，N)析出相。采用这种“HFG”方法处理，与通常 的热处理方法相比，对细化晶粒、提高强度和抗晶间腐 蚀具有一举三得的功效。
50℃。具有在运行温度下保持较高的持久强度和良好的 抗高温蒸气氧化性能，可作为超临界机组的高温过热器 及高温再热器用钢，SUPER304
H被纳入美国ASTM213标准，钢号为S30432。 制造细晶 粒耐高温蒸气腐蚀的耐热不锈钢，基本是采用双固溶法， 即高温固溶软化处理和
冷轧变形后的固溶处理。利用溶度积原理，将温度控制 与Nb(C,N)溶度积相匹配，成品前(最终变形前)在高温下进 行固溶软化处理(一般在1
大容量高效率600MW以上等级的超(超)临界机组逐渐成 为火电机组发展的主流产品，其高温部件用材之一为20 世纪80年代日本住友金属开发
研制的新型奥氏体不锈钢，即SUPER304H不锈钢。该钢在 18Cr-9Ni不锈钢的基础上，添加N、Cu、Nb、B等强化元 素，降低C含
量，并加入了高达0.30%以上的未列入标准的重要合金化 元素Mo。运用了特殊的热加工及制管工艺制作而成，其 综合性能良好，使用温度可达6
完！谢谢欣赏！
声测管 ty26htvv