T91钢退火热处理工艺的优化

2013-09-13赵晓平王素英

石家庄职业技术学院学报 2013年4期

赵晓平，王素英

（石家庄职业技术学院机电工程系，河北石家庄 050081）

T91钢具有良好的高温持久性、抗蠕变性、抗氧化性、冲击韧性、焊接性、抗高温蒸汽腐蚀性、低热膨胀系数、导热性及良好的组织稳定性.因此，T91钢常用于燃煤发电的亚临界、超临界高压锅炉中，以提高发电效率、节约能源、保护环境，使发电技术更加可靠［1］.

目前，钢厂生产T91钢的工艺如下：棒料→热穿孔→退火→酸洗、清理→冷轧→正火、回火→酸洗、清理→取样→矫直→切管→酸洗、清理→探伤→入库.其中，中间退火使用RODR2000辊底炉，退火温度为770℃，辊速为7m／h（保温约2.3h）.而T91钢在退火后进行冷轧时却发生了开裂现象，导致T91钢成材率很低.经过分析发现，出现裂纹的原因在于T91钢退火工艺制订不合理.故笔者对冷态T91钢管进行了中间退火热处理试验研究，考察了在不同热处理工艺参数下T91钢的力学性能和显微组织，以获得最优的热处理工艺.

1 试验制备及试验方案

1.1 试验制备

试验材料取自冷态T91管，分别为Φ89×8.5和Φ57×9.0两种规格的在制品，其变形工艺见表1，化学成分见表2.

表1 试验用T91管对应的完整生产变形工艺

表2 试验用T91管的化学成分 %

1.2 试验方案

首先，对两种规格（Φ89×8.5和 Φ57×9.0）的冷态T91管（在制品）按照不同的中间退火温度在箱式电阻炉中进行退火；其次，对退火前后的T91管进行拉伸和硬度试验；再次，观察退火前后的显微组织；最后，得出最佳的中间热处理工艺.试验路线见图1.

图1 实验路线

依据T91钢CCT曲线（过冷奥氏体连续转变曲线），退火温度分别取770℃，790℃，810℃和830℃，退火工艺示意图如图2.

图2 中间退火热处理工艺

2 试验结果与分析

2.1 拉伸试验结果与分析

表3和表4分别是Φ89×8.5和Φ57×9.0两种规格的T91管在不同中间退火温度的拉伸性能.

表3 Φ89×8.5T91管中间退火热处理后的拉伸性能

表4 Φ57×9.0T91管中间退火热处理后的拉伸性能

表3和表4说明，经过中间退火后两种钢管的抗拉强度和屈服强度明显比成品管的强度降低，延伸率略有变化.

图3是两种规格在制品管中间退火后的强度比较图.从图中可以看出，两种规格T91钢管的抗拉强度和屈服强度随温度的升高而成折线变化；在790℃时抗拉强度和屈服强度同时达到最低值，这是由于它在此温度下再结晶比770℃更充分，位错密度显著下降，消除了加工硬化；随着退火温度的升高，合金元素逐渐开始固溶，强度略有升高.比较可知，对两种规格的T91钢管来说，790℃～830℃为最佳中间退火温度.这个温度有利于后续冷加工工序的进行.