铁素体耐热钢
10Cr9MoVNb钢的组织和性能
10Cr9Mo1VNbN钢的组织和性能与奥氏体类耐热钢相比，铁素体类耐热钢的蠕变断裂强度低。
但是铁素体类耐热钢导热性能好、热膨胀系数小、抗应力腐蚀性能好，并且还具有抗核辐射效突性好、抗氦脆性好等特点。
１０Ｃｒ9ＭｏＶＮｂ钢是铁素体类耐热钢，我们就该钢的热处理工艺对组织和性能的影响，特别是该钢在回火过程中组织变化规律进行了研究和分析。
１试验方法试验钢是在成都无缝钢管厂用１０ｔ电弧炉冶炼，并重熔成Ｉｔ锭。
试验钢的化学成分（％）为：Ｃ０．１０，Ｓｉ 0．３６，Ｍｎ０．４８，Ｓ０．００７，Ｐ０．０１２，Ｃｒ９．３８，Ｍｏ０．９３，Ｖ０．２４，Ｎｂ０．０８，Ｎ０．０５０，ＡＩ０．０４。
试验用料取自必１７２ｍｉｎＸ８ｍｍ的钢管。
首先选择４个因素（奥氏体化温度，奥氏体化之后的冷却速度，回火温度，回火时间），３个水平进行正交试验，确定了最佳热处理制度。
然后以最佳热处理制度处理一批试样，测定了室温拉伸性能、室温冲击韧性、６００℃瞬时拉伸性能和６００℃持久拉伸性能。
另外，为了研究高温强化机理，着重研究了最佳正火条件下，回火温度对试验钢组织的影响。
为此，用光学显微镜和电子显微镜观察组织，以电子衍射法分析析出相的结构，并以能谱分析法确定了相的成分。
２试验结果２．１机械性能正交试验结果，热处理制度对试验钢的室温拉伸性能、室温冲击韧性和６００℃瞬时拉伸性能的影响，如表１所示。
正交试验显著性分析结果如表２所示。
由表可知，在试验条件范围内，奥氏体化温度和冷却速度对机械性能的影响一般来讲不显著；而回火温度和回火时间对机械性能的影响有的稍显著，有的显著。
综合分析试验结果，试验钢的最佳热处理制度为在１０５０Ｃ奥氏体化ｌｈ，空冷，然后在７８０Ｃ回火ｌｈ。
按此制度处理的试验钢性能为室温σb７１５ＭＰａ，δ5２４．４％，，Ψ７４．６％，，Ａk v１５０J；６００℃σ0.2３００ＭＰａ，σb３４０ＭＰａ，δ5３５．０％，Ψ８７．０％。
２．２显微组织２．２．１正火试样显微组织试验钢正火（１０５０Ｃ，ｌｈ）试样显微组织如图表１。
新型铁素体耐热钢CB2焊接及热处理施工工法
新型铁素体耐热钢CB2焊接及热处理施工工法新型铁素体耐热钢CB2焊接及热处理施工工法一、前言随着工业领域对于耐热材料需求的增加，耐高温钢的应用越来越广泛。
新型铁素体耐热钢CB2以其高温强度和耐热性能而备受关注和使用。
本文将介绍新型铁素体耐热钢CB2焊接及热处理施工工法，旨在使读者了解该工法的理论依据和实际应用。
二、工法特点新型铁素体耐热钢CB2焊接及热处理施工工法具有以下特点:1. 适用范围广：适用于新型铁素体耐热钢CB2的焊接和热处理施工。
2. 施工工艺高效：采用先进的施工工艺，能够提高生产效率，降低成本。
3. 焊接质量优异：通过合理的焊接工艺和措施，能够保证焊接接头的质量和强度。
4. 热处理效果良好：施工过程中对于热处理的控制和管理能够达到设计要求，提高材料的性能和稳定性。
三、适应范围新型铁素体耐热钢CB2焊接及热处理施工工法适用于需要使用该材料的各种工程，如石化设备、化工设备、电力设备等。
对于对耐高温性能要求较高的工程，特别适用于此工法。
四、工艺原理该工法的理论依据是通过对施工工法与实际工程之间的联系和采取的技术措施进行分析和解释。
通过合理的施工工艺，如预热、焊接参数控制和后焊热处理，能够实现新型铁素体耐热钢CB2的优化连接和高温强度。
五、施工工艺施工工法的各个施工阶段包括材料准备、焊接工艺的选择和实施、后焊热处理等。
在每个阶段中，需严格执行相应的工艺控制要求，对每个细节进行详细描述，以保证施工过程的顺利进行和质量可靠。
六、劳动组织为了确保施工质量和安全性，需制定合理的劳动组织方案，包括人员组织、施工流程和分工等。
七、机具设备施工工法所需的机具设备包括焊接设备、热处理设备、测温仪器等。
各机具设备的特点、性能和使用方法需进行详细介绍，以保证施工过程中工具的正确选择和使用。
八、质量控制为了确保施工质量符合设计要求，需采取一系列的质量控制措施，包括对焊接接头的检测、焊接参数的控制和焊接质量的评估等。
耐热钢
5
按制备工艺分类，有变形高温合金， 按制备工艺分类，有变形高温合金，铸造 高温合金和粉末冶金高温合金。 高温合金和粉末冶金高温合金。 按强化方式分类，有固溶强化型、 按强化方式分类，有固溶强化型、沉淀强 化型、金属间化合物、 化型、金属间化合物、氧化物弥散强化型 和纤维强化型等。 和纤维强化型等。 铁基、 铁基、钴基和镍基合金的使用温度一般不 超过1000℃，温度再高就必须选用难熔金 超过 ℃ 指熔点高于1650℃的金属）或其合金 属（指熔点高于 ℃的金属）
Chapter 7 耐热钢和高温合金
1
• 耐热钢和高温合金是指在高温下工作并具有 一定强度和抗氧化、耐腐蚀能力的金属材料。 一定强度和抗氧化、耐腐蚀能力的金属材料。 • 耐热钢按合金元素多少通常可以分为两类： 耐热钢按合金元素多少通常可以分为两类： 在低合金结构钢基础上发展起来的低合金珠 光体型热强钢； 光体型热强钢； 在不锈钢基础上发展起来的高合金专用耐热 钢。
三、合金元素对化学稳定性的影响
1、Cr、Al、Si改善钢的化学稳定性。 、 、 、 改善钢的化学稳定性 改善钢的化学稳定性。 • Cr、Al、Si提高 提高FeO出现的温度，改善钢的高温 出现的温度， 、 、 提高 出现的温度 化学稳定性。 化学稳定性。 钢表面氧化膜的结构： 外层： 钢表面氧化膜的结构 ： 外层 ： Fe 2 O 3 ； 中间层 Fe 3 O4 ； 内层 内层FeO，当 FeO出现时钢的氧化速度 ， 出现时钢的氧化速度 剧增。 剧增。 • Cr、Al含量较高时， 钢的表面出现致密的 2O3 含量较高时， 、 含量较高时 钢的表面出现致密的Cr 保护膜。 或Al2O3保护膜。 • 含硅钢中生成 2 SiO4 氧化膜 ， 具有良好的保护 含硅钢中生成Fe 氧化膜， 作用。 作用。 10 • Cr是提高抗氧化能力的主要元素，Al也能单独提 是提高抗氧化能力的主要元素， 也能单独提 是提高抗氧化能力的主要元素 耐热钢的工作条件及性能 7.1 高钢的抗氧化能力。 高钢的抗氧化能力。
新型铁素体耐热钢CB2焊接及热处理施工工法(2)
新型铁素体耐热钢CB2焊接及热处理施工工法一、前言新型铁素体耐热钢CB2焊接及热处理施工工法是一种针对高温环境下的钢结构施工的技术，具有优异的耐热性能和机械性能，适用于炼油、化工、电力和冶金等行业领域。
本文将详细介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例。
二、工法特点新型铁素体耐热钢CB2焊接及热处理施工工法具有以下特点：1. 耐高温性能好：该耐热钢具有优异的耐高温性能，可以在高温环境下长时间工作。
2. 优越的抗氧化性能：该耐热钢具有出色的抗氧化性能，能够有效抵抗氧化介质的侵蚀。
3. 良好的焊接性能：该耐热钢具有良好的焊接性能，可以实现高强度焊接连接。
4. 高强度、高稳定性：该耐热钢具有高强度和稳定性，能够满足工程对结构的强度和稳定性要求。
三、适应范围新型铁素体耐热钢CB2焊接及热处理施工工法适用于以下范围：1. 炼油工业：适用于炼油装置中的高温部件，如裂化炉管道、再生器等。
2. 化工工业：适用于高温化工设备，如热交换器、反应器壳体等。
3. 电力工业：适用于电站锅炉和汽轮机高温部件的制造和施工。
4. 冶金工业：适用于冶金行业中的高温设备，如炼铁炉、电炉等。
四、工艺原理新型铁素体耐热钢CB2焊接及热处理施工工法的工艺原理是在施工过程中根据钢材的性质和要求，采取特定的施工工法，通过焊接和热处理等工艺步骤，使钢材达到理想的力学性能和耐热性能。
其中，焊接工艺通过选择合适的焊接方法和焊接材料，确保焊接接头的强度和密封性；热处理工艺通过控制温度和时间等参数，使钢材经历一系列相变和晶粒尺寸调控，增加其强度和耐热性能。
五、施工工艺1. 工程准备：包括工程资料整理、施工方案设计、材料采购等。
2. 钢材准备：包括切割、钢板成型、焊缝准备等。
3. 焊接工艺：按照设计要求进行焊接，包括焊接方法选择、焊材熔化和焊接接头质量检测等。
4. 热处理工艺：根据工程要求进行热处理，包括预热、保温、冷却等步骤。
超临界电站锅炉用SA213-T23铁素体耐热钢的激光焊工艺及缺陷分析
Ｋ ｅ ｏ ｄｓ：ｐｏ ｒｓａｉｎ ｂ ｉ ｒ ａ ｅ ｌ ｉ ｇ；Ｓ ３一 ３ ｆ ｒｉ ｅ ｈ ａ —ｅ ｉｔ ｎ ｔｅ ；ｎ ｒｏ ｇ ｐ；ｈ ｇ ｅ — ｙｗ ｒ ｗｅ ｔｔｏ ｏｌ ；ｌｓ ｒｗｅｄ ｎ ｅ Ａ２１ Ｔ２ ｅ ｒｔ ｅ ｔｒ ｓｓａ ｔｓｅ ｌ ａ ｒ ｗ ａ ｉ ｉｈ ｔ ｒ ｎ ｐｅａ ｕ ｅ ｒ ｐ ｕ ｅ ｌ ｅ ｓｒ ｎ ｔ ｒ ｔ ｒ ｕ ｔ ｒ ｉ ｔｅ ｇｈ ｆ
２ ｅ ｉｇＵ ｉ ｒ ｔ ｏ ｅｈ ｏｏｙ Ｂ ｉｎ ０ ０ ２ ｈｎ ） ．Ｂ ｉｎ ｎｖ ｓ ｙ ｆ ｃｎ ｌ ， ｅ ｉｇ１ ０ ２ ，Ｃ ｉａ ｊ ｅ ｉ Ｔ ｇ ｊ
Ａｂｓｒ ｃ ｔ ａ ｔ：Ｔ ｅｎ ￣ｏ ａ ａ ｅ ｌｉｇｔｃ ｎｑ ｅｗａ ｓｄ ｔ ｔｄ ｈ Ａ２ ３ Ｔ ３ ８ ５ ｈ ａ ｗ ｇｐ ｌｓｒｗｅｄｎ ｅｈ ｉｕ ｓｕｅ ｏ ｓ ｙ ｔｅ Ｓ １ 一 ２ ． ｍｍ— ｉｋ ｓ ｅ ａ ｅ ｅｄｎ ，ａ ｄ ｔｅ ｕ ｔ ｃ ｔ ｌｌｓ ｒｗ ｌｉｇ ｎ ｈ ｈ ｅ
关键词 ：电站锅炉 ；激光焊 ； Ａ １ 一２ Ｓ ２ ３Ｔ ３铁素体耐热钢 ； 窄间 隙；高温 持久 强度
中 图 分 类 号 ： Ｇ４６ ７ Ｔ ５ ．
Ｔｈｅ ｌ ｓ ｒ ｗｅ ｄ ｎ ｏ ｅ ｓ ａ ｄ ｄ ｆ ｃ ｎ ｌ ｓｓ ｏ Ａ２１ － ３ ｆ ｒ ｉｉ ｅ ｔ ａ ｅ ｌ ｉ ｇ ｐｒ ｃ ｓ ｎ ｅ ｅ ｔ ａ ａ ｙ ｉ ｆ Ｓ ３ Ｔ２ ｅ ｒ ｔｃ ｈ ａ ｒ ｓｓ ａ ｔ ｓｅ ｌｆ ｒ ｔ ｕｐ ｒ ｒｔｃ ｌｐｏ ｒ ｓ ａ ｉ ｎ ｂ ｉｅ ｅ ｉｔ ｎ ｔ ｅ ｏ ｈｅ ｓ ｅ ｃ ｉｉ ａ ｗｅ ｔ ｔｏ ｏ ｌ ｒ
摘 要 ： 用 窄 间隙 激 光 焊 技 术 ， 究 了 ８５ｍ 厚 Ｓ ２ ３Ｔ ３钢 的 激 光 焊 接 性 ， 对 接 头 高 温 持 久 强 度 进 行 了分 析 。 结 果 采 研 ． ｍ Ａ １ 一２ 并
T91铁素体耐热钢强化新途径
T91铁素体耐热钢强化新途径3宁保群1,2,严泽生3,付继成3,别利剑1,刘永长2(1 天津理工大学材料科学与工程学院,天津300191;2 天津大学材料科学与工程学院,天津300072;3 天津钢管集团股份有限公司,天津300301)摘要 T91钢以其优异的综合性能成为高Cr 铁素体耐热钢的代表钢种,被广泛应用于超临界发电厂锅炉管道上,同时也是开发更高使用温度的铁素体耐热钢材的研究基准。
为进一步提高其耐热温度进而提高电厂热效率,在对T91钢组织结构及强化机理深入分析的基础上,探讨了形变热处理工艺通过优化组织来提高其性能的可行性,指出了高Cr 铁素体耐热钢新的研究方向。
关键词 T91铁素体耐热钢 组织结构 强化机理 形变热处理工艺N e w Strengthening Methods of T91Ferritic H eat R esistant SteelN IN G Baoqun 1,2,YAN Zesheng 3,FU Jicheng 3,BIE Lijian 1,L IU Y ongchang 2(1 School of Materials Science and Engineering ,Tianjin University of Technology ,Tianjin 300191;2 School of Material Scienceand Engineering ,Tianjin University ,Tianjin 300072;3 Tianjin Pipe (Group )Corporation ,Tianjin 300301)Abstract T91steel is representative of high Cr ferritic heat resistant steels ,which has been recognized as the preferable materials and has been widely used in high temperature structural components in advanced power plants in view of good properties.Under the pressure of energy shortage and environment pollution ,the study on increasing the thermal efficiency of generating station and heat resistant temperature of the boiler tube is also imperative.On the base of analysing the microstructure and strengthening mechanism ,the feasibility of improving the mechanical properties through structural refinement in thermomechanical treatment are discussed.The new study directions in ferritic heat resistant steels are raised.K ey w ords T91ferritic heat resistant steel ,microstructure ,strengthening mechanism ,thermomechanical treatment 3国家自然科学基金和上海宝钢集团公司联合资助重点项目(No.50834011);国家自然科学基金项目(No.20571055);天津市“材料物理与化学”重点学科资助项目 宁保群:女,1972年生,博士后,讲师,主要从事铁素体耐热钢相变机制的研究 Tel :022********* E 2mail :ningbaoqun @163.com 刘永长:教授,博士生导师 Tel :022********* E 2mail :ycliu @ T91钢以其优异的综合性能成为高Cr 铁素体耐热钢的代表钢种,被广泛用于当今世界超临界发电厂锅炉耐热管道上,其最高使用温度为593℃[1-4]。
耐热钢A335-P22材质在施工现场的焊接
耐热钢A335-P22材质在施工现场的焊接本页仅作为文档页封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March耐热钢A335-P22材质在施工现场的焊接摘要 A335-P22（化学成分为－1Mo）是ASME规范的表示方法，在国内表示为12Cr2Mo，属于高温铁素体合金耐热钢。
特点是工艺性能良好，对热处理的加热温度不太敏感，焊接性能也较好，具有良好的塑性，具有抗高温、难腐蚀。
最大的缺点在焊接工艺中具有淬硬性和再热裂纹倾向。
目前，广泛应用于电力、石化行业的超高压蒸汽管道生产工艺中。
以天津石化100万吨/年乙烯装置超高压管道为例，对A335-P22材质的合金耐热钢焊接工艺进行分析，以指导现场焊接施工。
关键词耐热钢管道焊接性能焊接工艺1工程概况天津石化100万吨/年乙烯工程100万吨/年乙烯装置，为全国首套大乙烯工程，具有工程量大、施工工期短、施工难度大、技术，质量要求严格等特点。
其超高压蒸汽管道采用A335-P22无缝钢管，设计温度538℃，操作温度520℃，设计压力1 ，操作压力11MPa。
超高压蒸汽管道主管线贯穿街区主管廊，分散于热区、压缩区、急冷区、冷区，裂解炉区，共计管道延长米公里，共计焊口3300多道。
管道规格：Φ*～Φ610*。
焊接工作主要为A335-P22同材质焊接。
耐热钢焊接作业时间、热处理周期长。
高压管道坡口加工、焊接和安装是整个乙烯装置的重点和难点。
2焊接准备工作材料检验A335-P22无缝钢管在注明标示外，外观与普通的碳钢无缝钢管是一样的，所以在材料的验收、入库、保管、发放，必须严格执行国家的、行业的相关标准、规范及公司的相关规定，认真核对材料的质量证明文件。
材料验收、核对材料证明文件需参照表1和表2数值。
必须做到材料实物与材料证明相符合，并做上合格标记。
根据SH3501的要求，对合金钢管道组成件主体的关键合金部分应采用光谱分析等进行复查。
耐热钢A335-P22材质在施工现场的焊接
耐热钢A335-P22材质在施工现场的焊接摘要 A335-P22（化学成分为2.25Cr－1Mo）是ASME规范的表示方法，在国内表示为12Cr2Mo，属于高温铁素体合金耐热钢。
特点是工艺性能良好，对热处理的加热温度不太敏感，焊接性能也较好，具有良好的塑性，具有抗高温、难腐蚀。
最大的缺点在焊接工艺中具有淬硬性和再热裂纹倾向。
目前，广泛应用于电力、石化行业的超高压蒸汽管道生产工艺中。
以天津石化100万吨/年乙烯装置超高压管道为例，对A335-P22材质的合金耐热钢焊接工艺进行分析，以指导现场焊接施工。
关键词耐热钢管道焊接性能焊接工艺1工程概况天津石化100万吨/年乙烯工程100万吨/年乙烯装置，为全国首套大乙烯工程，具有工程量大、施工工期短、施工难度大、技术，质量要求严格等特点。
其超高压蒸汽管道采用A335-P22无缝钢管，设计温度538℃，操作温度520℃，设计压力1 2.8MPa，操作压力11MPa。
超高压蒸汽管道主管线贯穿街区主管廊，分散于热区、压缩区、急冷区、冷区，裂解炉区，共计管道延长米 3.2公里，共计焊口3300多道。
管道规格：Φ21.3*4.78～Φ610*73.025。
焊接工作主要为A335-P22同材质焊接。
耐热钢焊接作业时间、热处理周期长。
高压管道坡口加工、焊接和安装是整个乙烯装置的重点和难点。
2焊接准备工作2.1材料检验A335-P22无缝钢管在注明标示外，外观与普通的碳钢无缝钢管是一样的，所以在材料的验收、入库、保管、发放，必须严格执行国家的、行业的相关标准、规范及公司的相关规定，认真核对材料的质量证明文件。
材料验收、核对材料证明文件需参照表1和表2数值。
必须做到材料实物与材料证明相符合，并做上合格标记。
根据SH3501的要求，对合金钢管道组成件主体的关键合金部分应采用光谱分析等进行复查。
表1 A335-P22无缝钢管的化学成分表2 A335-P22无缝钢管的力学性能2.2焊接材料焊接材料的选择应根据所焊管材的化学成分、力学性能及使用和施焊条件进行综合考虑的，所以焊接材料的合理选用必须慎重。
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为确保火力发电的长期稳定和减少CO2排放问题，开发超临界压力火力发电用高强度耐蚀耐热钢是不可或缺的，使用这种钢能够使蒸汽高温高压化，从而提高发电效率，减少CO2排放。
人们通常将蒸汽温度超过566℃、压力超过24.1MPa的设备称为USC设备。
目前，USC设备的最高蒸汽温度已达到610℃，日本等国家正在进行蒸汽温度达到650℃的高强度铁素体耐热钢的研究开发。
作为630℃级汽轮机用铁素体耐热钢，日本开发了MTR10A(10Cr-0.7Mo-1.8W-3Co-VNb)、HR1200(11Cr-2.6W-3Co-NiVNb)和TOS110(10Cr-0.7Mo-1.8W-3Co-VNb)。
对于650℃级铁素体耐热钢，日本从材料结构方面研究了微细组织在晶界附近长时间稳定的问题。
9Cr-3W-3Co-0.2V-0.05Nb-0.08C钢添加了在晶界容易产生偏析的硼后，根据该钢在650℃时的蠕变断裂数据，为抑制试验用钢生成氮化硼(Boronnitride简称BN)，因此不添加氮。
无添加硼的钢在1千小时左右的长时间运转后，蠕变断裂强度急剧下降，但随着硼含量的增加，在长时间运转后能抑制蠕变断裂强度的劣化。
由于该钢没有添加氮，因此Z相的生成不会导致长时间运转后蠕变断裂强度的劣化。
长时间运转后蠕变断裂强度的劣化是由于在蠕变过程中M23C6碳化物凝聚粗化会导致马氏体组织迅速恢复所致。
硼在晶界附近的M23C6碳化物中浓缩，可以长时间抑制晶界附近的M23C6碳化物在蠕变过程中发生凝聚粗化，使晶界附近的微细板条状－块状组织保持长时间不变。
根据在650℃、80MPa时的蠕变速度-时间曲线可知，添加硼后发生大的变化的是加速蠕变的开始时间延长了。
由此可使最小蠕变速度变得更低，断裂寿命延长。
添加硼，可以抑制晶界附近发生局部蠕变变形，使变形在晶界附近和晶粒内变得更加均匀，还可提高蠕变延性，从而提高蠕变疲劳寿命。
在添加140ppm硼的9Cr钢中，当氮为80ppm左右时，蠕变强度变得极大。
作为650℃级高效USC设备用钢，日本在耐热钢的研究方面领先于欧美。
为解决能源供给和减少CO2排放这两个课题，因此对耐热钢的高强度化、高温化、尤其是确保长时间运转可靠性的要求非常高，研究开发新一代耐热钢对火力发电来说今后将起越来越重要的作用。