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15CrMo合金管是电力工业中广泛使用的钢种,在500℃-550℃使用具有较高的热强性能。当使用温度大于550℃,其热强性能显著降低。通常15CrMo钢主要用于蒸汽参数为510℃的高中压管道、导汽管,管壁温度为550℃的热器管等。
国外同类型钢种,有前苏联的15XM,美国牌号T12、P12,日本牌号STBA22、STPA22和德国牌13CrMo44等。
15CrMo钢正常供货状态的显组织为铁素体加珠光体,15CrMo钢在工作温度500℃-550℃范围长期运行过程中,会产生珠光体的球化、合金元素在固溶体和碳化物间的再分配及碳化物相结构的改变,15CrMo合金管的热强性能和力学性能随着珠光体球化程度和固溶体是合金元素贫化程度的加大而逐渐降低,以致材质渐趋劣化甚至失效。因此,长期以来15CrMo合金管组织中珠光体球化程度常被广泛用于判定该类钢使用可靠性的重要判据之
P91合金管是用实心管坯经穿孔后轧制的合金管。按生产方法不同可分为热轧管、冷轧管、冷拔管、挤压管等。1.1、热轧 P91合金管一般在自动轧管机组上生产。实心管坯经检查并表面缺陷,截成所需长度,在管坯穿孔端端面上定心,然后送往加热炉加热,在穿孔机上穿孔。在穿孔同时不断旋转和前进,在轧辊和顶头的作用下,管坯内部逐渐形成空腔,称毛管。再送至自动轧管机上继续轧制。 经均整机均整壁厚,经定径机定径,达到规格要求。利用连续式轧管机组生产热轧 P91合金管是较先进的方法。
1.2、若欲获得尺寸更小和质量更好的无缝管,必须采用冷轧、冷拔或者两者联合的方法。冷轧通常在二辊式轧机上进行,钢管在变断面圆孔槽和不动的锥形顶头所组成的环形孔型中轧制。冷拔通常在0.5~100T的单链式或双链式冷拔机上进行。
1.3、挤压法即将加热好的管坯放在密闭的挤压圆筒内,穿孔棒与挤压杆一起运动,使挤压件从较小的模孔中挤出。此法可生产直径较小的钢管。
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【4】热处理变形
高压合金管在热处理时,存在有热应力和组织应力,这种内应力能相互叠加或部分抵消,是复杂多变的,因为它能随着加热温度、加热速度、冷却方式、冷却速度、零件形状和大小、装炉的方式的变化而变化,故其热处理变形是难免的。认识和掌握它的变化规律可以使轴承零件的变形(如合金管的椭圆、尺寸胀大等)置于可控的范围,有利于生产的正常进行。当然在热处理过程中的机械碰撞也会使零件产生变形,但这种变形是可以通过改进操作等来加以减少和避免的。
【5】表面脱碳
高压合金管在热处理过程中,如果是在氧化性介质中完成加热,则表面会发生氧化作用使高压合金管表面碳的质量分数减少,造成表面脱
碳。表面脱碳层的深度超过 加工的留量就会使高压合金管报废。表面脱碳层深度的测定在金相检验中可用金相法和显硬度法。以表面层显硬度分布曲线测量法为准,可作仲裁判据。
【6】软点
多半是由于加热不足、冷却不良或淬火操作不当等原因造成的高压合金管表面局部硬度不够的现象称为淬火软点。它像表面脱碳一样可以造成表面耐磨性和疲劳强度的严重下降,使用过程中将造成局部