12Cr18Ni9奧氏體不銹鋼管耐氧化耐熱性能分析
12Cr18Ni9不銹鋼管300系列奧氏體不銹鋼管的一種,鉻含量在17%-19%左右,鎳含量在8%-10%左右,典型的18-8系列。作為一種通用型耐氧化性耐熱鋼管,它有著悠久的使用歷史,塑性、韌性、冷加工性能良好,在氧化性的酸、大氣、水蒸氣環(huán)境下表現(xiàn)出良好的耐蝕性,被廣泛用于廚房家電、食品生產(chǎn)設(shè)備、普通化工設(shè)備、建筑物表面裝飾材料等多個(gè)不同領(lǐng)域。大部分以板材的形式生產(chǎn)。由于該鋼種的含碳量較高,雖然有著良好的抗蝕能力,但是在敏化態(tài)或者焊接后會(huì)導(dǎo)致晶界有碳化物析出,表現(xiàn)出明顯的晶間腐蝕傾向,使晶粒間相互作用力減弱,大大降低了鋼管的強(qiáng)度,韌性,具有潛在的危害性。06Cr19Ni10不銹鋼管是在12Cr18Ni9不銹鋼管的基礎(chǔ)上降碳增鎳研發(fā)而來的,耐蝕性要比12Cr18Ni9不銹鋼管優(yōu)異,市場(chǎng)需求量很大,但是該鋼種增鎳之后的成本比12Cr18Ni9不銹鋼高出不少,目前市場(chǎng)價(jià)約23000元每噸,浙江至德鋼業(yè)有限公司的研究方向就是對(duì)12Cr18Ni9不銹鋼管進(jìn)行增氮降鎳,使其性能達(dá)到與06Cr19Ni10相似的同時(shí)節(jié)約生產(chǎn)成本。
為適應(yīng)高強(qiáng)度管線鋼在我國(guó)的應(yīng)用,至德鋼業(yè)運(yùn)用焊接冶金學(xué)、材料強(qiáng)韌化理論與材料成型焊接理論,采用化學(xué)分析技術(shù)及力學(xué)性能測(cè)試技術(shù),開發(fā)研制出來適用于12Cr18Ni9不銹鋼管用的專用焊絲。所獲得的主要結(jié)論如下:
1. 對(duì)于國(guó)產(chǎn)12Cr18Ni9不銹鋼管適用的埋弧焊焊絲合金系為Mn-Mo-Ti-B系。
2. 在工業(yè)化生產(chǎn)12Cr18Ni9不銹鋼管用焊絲盤條用鋼及X80管線鋼用焊劑的冶煉過程中需要進(jìn)一步加強(qiáng)焊絲微量元素及純凈度的控制。
3. 研制的H80焊絲與F80焊劑匹配后焊縫熔敷金屬屈服強(qiáng)度大于555Mpa,抗拉強(qiáng)度大于625Mpa,伸長(zhǎng)率29%;40℃沖擊韌性,遠(yuǎn)大于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值。同時(shí)焊縫擴(kuò)散氫含量為3.13m/100g,屬于低氫焊材。產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)完全滿足課題目標(biāo)和GB/T12470-2003《低合金鋼埋弧焊用焊絲焊劑》標(biāo)準(zhǔn)。
4. 工業(yè)化生產(chǎn)的H80焊絲與F80焊劑匹配,用于X80鋼板焊接,適應(yīng)較寬的焊接規(guī)范。在1.4~1.8m/min焊速條件下,焊縫強(qiáng)度、韌性、硬度等性能穩(wěn)定。其焊接接頭強(qiáng)度與X80鋼板相當(dāng),焊縫中心沖擊功平均值在-20℃試驗(yàn)溫度下達(dá)到140J以上,在保證焊縫高強(qiáng)度的同時(shí),達(dá)到焊縫金屬高韌性設(shè)計(jì)目標(biāo)。
5. 研制的H80焊絲與F80焊劑匹配,適應(yīng)面廣,工藝性好,可與12Cr18Ni9不銹鋼管匹配,焊縫各項(xiàng)性能指標(biāo)均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。
6. 用新開發(fā)研制的H80焊絲,配合F80焊劑生產(chǎn)的焊管,焊縫組織比較細(xì)小,晶粒大小比較接近母材,約82%為不規(guī)則分布的針狀鐵素體組織,具有良好的力學(xué)性能。
7. 研制的H80焊絲與F80焊劑匹配,在12Cr18Ni9不銹鋼管生產(chǎn)中,焊接速度在1.65m/min條件下,經(jīng)過多樣本試驗(yàn)檢測(cè),各項(xiàng)性能均符合Q/SY GJX0102-2007《西氣東輸二線管道工程用螺旋縫埋弧焊管技術(shù)條件》要求,同時(shí)在HIC試驗(yàn)、靜水壓爆破試驗(yàn)中均表現(xiàn)出良好的性能。達(dá)到了高速焊接條件下焊縫高強(qiáng)度、高韌性的目標(biāo)。比西氣東輸一線生產(chǎn)效率提高約30%。
8. 所研制的產(chǎn)品用于西氣東輸二線12Cr18Ni9不銹鋼管生產(chǎn),生產(chǎn)效率高,具有廣闊的市場(chǎng)前景和較好的經(jīng)濟(jì)效益。
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