一種恢復(fù)電站用sa335-p91鋼硬度性能的處理方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種恢復(fù)電站用SA335-P91鋼硬度性能的處理方法，其包括（1）、控溫正火、強(qiáng)制風(fēng)冷：將SA335-P91鋼隨爐以≤250℃/h的升溫速度加熱至1055℃~1075℃之間，保溫70~150分鐘后，出爐強(qiáng)制風(fēng)冷至≤100℃；（2）、控溫回火、自然空冷：將經(jīng)過步驟（1）的SA335-P91鋼隨爐以≤200℃/h的升溫速度加熱至760℃~770℃，保溫4~5后，隨爐冷卻到400℃時，出爐自然空冷。本發(fā)明方法可在不更換新材料的前提下，在一段較短檢修期內(nèi)使出現(xiàn)硬度偏低問題的SA335-P91鋼的力學(xué)及組織性能恢復(fù)，使其重新滿足電站工況使用要求。
【專利說明】—種恢復(fù)電站用SA335-P91鋼硬度性能的處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種熱處理方法，特別涉及一種可使出現(xiàn)硬度偏低問題的SA335-P91鋼的硬度性能恢復(fù)的處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]20世紀(jì)70年代末，美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室在9Cr_lMo (P9)鋼的基礎(chǔ)上，加入少量V、Nb,并控制N和微合金化，發(fā)展成SA335-P91鋼。該鋼不僅具有高的抗氧化性能和抗高溫蒸汽腐蝕性能，而且還具有良好的沖擊韌性和持久塑性及熱強(qiáng)性能。該鋼還具有優(yōu)良的導(dǎo)熱系數(shù)和較小的線膨脹系數(shù)。該鋼的高溫強(qiáng)度優(yōu)異，在550°C以上，其設(shè)計(jì)許用應(yīng)力為T9和2.25Cr-lMo鋼的兩倍。與lCrl9Ni9鋼相比，其等強(qiáng)(持久強(qiáng)度)溫度為625°C，抗氧化和抗蒸汽腐蝕性能與9Cr-lMo鋼相當(dāng)。在使用溫度低于620°C時，該鋼的許用應(yīng)力高于奧氏體不銹鋼。隨著高參數(shù)機(jī)組在我國火 電機(jī)組的迅猛發(fā)展，SA335-P91鋼被廣泛應(yīng)用于主蒸汽管道、再熱蒸汽管道及其旁路、高溫聯(lián)箱。
[0003]對于目前在役的亞臨界、超臨界及超超臨界機(jī)組，SA335-P91鋼的蒸汽管道、聯(lián)箱等高溫設(shè)備硬度偏低問題越來越常見。例如國內(nèi)某火電機(jī)組的ASTM A335-P91鋼主汽彎頭在使用過程中出現(xiàn)硬度下降且低于標(biāo)準(zhǔn)下限的質(zhì)量問題。經(jīng)檢驗(yàn)硬度大多分布在130HB-160HB之間，不滿足DL/T438-2009《火力發(fā)電廠金屬技術(shù)監(jiān)督規(guī)程》規(guī)定的硬度標(biāo)準(zhǔn)范圍180HB-250HB ;經(jīng)現(xiàn)場金相復(fù)膜檢驗(yàn)，其組織均為鐵素體和碳化物，僅個別區(qū)域存在細(xì)小的馬氏體，而正常熱處理金相組織應(yīng)為位相明顯的回火板條馬氏體，因此該組織為非正常的SA335-P91鋼組織。該材料繼續(xù)劣化后，將導(dǎo)致主汽彎頭在使用過程中硬度繼續(xù)下降，繼而對機(jī)組P91管道的安全運(yùn)行帶來隱患。
[0004]目前電站出現(xiàn)SA335-P91鋼的蒸汽管道、聯(lián)箱等高溫設(shè)備硬度偏低問題后，只能采用制造新的SA335-P91鋼設(shè)備進(jìn)行更換，但是這種方式周期長，費(fèi)用高，低硬度SA335-P91鋼高溫高壓設(shè)備的長期使用將給電站安全運(yùn)行帶來重大隱患。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種恢復(fù)電站用SA335-P91鋼硬度性能的處理方法，采取該方法能夠?qū)⒊霈F(xiàn)低硬度問題的SA335-P91鋼的力學(xué)性能和金相組織恢復(fù)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求范圍以內(nèi)，延長SA335-P91鋼設(shè)備的使用壽命，提高電站設(shè)備安全運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]一種恢復(fù)電站用SA335-P91鋼硬度性能的處理方法，其能夠?qū)⒂捕仍?79HB以下的SA335-P91鋼的硬度恢復(fù)至180-250HB，所述處理方法包括如下步驟:
[0008](I)、控溫正火、強(qiáng)制風(fēng)冷:將SA335-P91鋼隨爐以≤250°C /h的升溫速度加熱至1055°C-1075°C之間，保溫70-150分鐘后，出爐強(qiáng)制風(fēng)冷至≤100°C ；
[0009](2)、控溫回火、自然空冷:將經(jīng)過步驟(I)的SA335-P91鋼隨爐以≤200°C /h的升溫速度加熱至760V?770°C，保溫4?5后，隨爐冷卻到400°C時，出爐自然空冷。
[0010]考慮到降溫到100°C以下時馬氏體組織才開始轉(zhuǎn)變，而馬氏體組織轉(zhuǎn)變需要一段時間。因此，步驟(I)實(shí)施完畢后，最好不立刻實(shí)施步驟(2)，更具體地，步驟(I)實(shí)施完畢后，至少間隔2小時，再實(shí)施步驟(2)。優(yōu)選地，步驟(I)實(shí)施完畢后，間隔24?36小時后，再實(shí)施步驟(2)。
[0011]根據(jù)本發(fā)明，步驟(I)中，升溫速度只要不超過250°C/h即可，但從經(jīng)濟(jì)上考慮，升溫速度不宜過慢。根據(jù)本發(fā)明一個方面，升溫速度優(yōu)選為50?250°C /h。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，步驟(2)中，升溫速度只要不超過200°C /h即可，從經(jīng)濟(jì)上考慮，升溫速度不宜過慢。根據(jù)本發(fā)明一個方面，升溫速度優(yōu)選為50?200°C /h。
[0013]根據(jù)本發(fā)明，所述SA335-P91鋼的厚度可以在45mm?75mm之間。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的方法能夠?qū)⒂捕仍?35?179HB的SA335-P91鋼的硬度恢復(fù)至180?250HB。經(jīng)處理方法處理后的SA335-P91鋼的金相組織為回火馬氏體或回火索氏體。
[0015]本發(fā)明所述的電站用SA335-P91鋼包括SA335-P91鋼材本身或由SA335-P91鋼制成的鋼元件或設(shè)備，例如管、三通、彎頭、集箱等。
[0016]由于上述技術(shù)方案的運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)勢: [0017]本發(fā)明方法可在不更換新材料的前提下，在一段較短檢修期內(nèi)使出現(xiàn)硬度偏低問題的SA335-P91鋼的力學(xué)及組織性能恢復(fù)，使其重新滿足電站工況使用要求，對于提高電站設(shè)備安全運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和可靠性、延長設(shè)備的使用壽命具有重要的意義。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為根據(jù)本發(fā)明的處理方法進(jìn)行控溫正火、強(qiáng)制風(fēng)冷的溫度曲線圖；
[0019]圖2為根據(jù)本發(fā)明的處理方法進(jìn)行控溫回火、自然空冷的溫度曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]隨著高參數(shù)機(jī)組在我國火電機(jī)組的迅猛發(fā)展，SA335-P91鋼已經(jīng)并將越來越廣泛的應(yīng)用于主蒸汽管道、再熱蒸汽管道及其旁路、高溫聯(lián)箱。根據(jù)ASME SA335及我國GB5310-2008、DL/T438-2009標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，SA335-P91鋼的化學(xué)成分、力學(xué)性能及金相組織要求見表1、表2。
[0021]表1SA335-P91鋼化學(xué)成分要求(wt%)
[0022]
【權(quán)利要求】
1.一種恢復(fù)電站用SA335-P91鋼硬度性能的處理方法，其能夠?qū)⒂捕仍?79HB以下的SA335-P91鋼的硬度恢復(fù)至180-250ΗΒ，其特征在于:所述處理方法包括如下步驟: (1)、控溫正火、強(qiáng)制風(fēng)冷:將SA335-P91鋼隨爐以≤250°C /h的升溫速度加熱至1055°C-1075°C之間，保溫70-150分鐘后，出爐強(qiáng)制風(fēng)冷至≤100°C ； (2)、控溫回火、自然空冷:將經(jīng)過步驟(I)的SA335-P91鋼隨爐以≤200°C/h的升溫速度加熱至760°C -770°C，保溫4飛后，隨爐冷卻到400°C時，出爐自然空冷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于:步驟(I)實(shí)施完畢后，不立刻實(shí)施步驟⑵。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的處理方法，其特征在于:步驟(I)實(shí)施完畢后，至少間隔2小時，再實(shí)施步驟(2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的處理方法，其特征在于:步驟(I)實(shí)施完畢后，間隔2-36小時后，再實(shí)施步驟(2)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于:步驟(I)中，升溫速度為50-250°C/h0
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于:步驟(2)中，升溫速度為50-200°C/h0
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于:所述SA335-P91鋼的厚度在45mm-75mm之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的處理方法，其特征在于:所述的方法能夠?qū)⒂捕仍?35-179HB的SA335-P91鋼的硬度恢復(fù)至180-250HB。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的處理方法，其特征在于:經(jīng)所述處理方法處理后的SA335-P91鋼的金相組織為回火馬氏體或回火索氏體。
【文檔編號】C21D9/08GK103436689SQ201310408156
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月9日
【發(fā)明者】成鵬, 王淦剛, 趙建倉, 遲鳴聲, 魯立, 楊佳, 胡海峰 申請人:蘇州熱工研究院有限公司