T91/P91钢的焊接性及其焊接工艺（二）

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　　②该铡具有较高的室温抗拉强度，δb最高达770MPa，而且塑性也较好。③该钢的冲击韧度和材料脆性转变温度明显优于同类X20和EMl2钢。④该钢具有更高的高温持久强度和许用应力，在550℃高温经过105h运行后的高温持久强度是T22钢的2倍，在540～610℃内的许用应力明显高于T22、TP304H和X20钢。⑤该钢具有良好的整管弯曲加工性能。⑥该钢的高温疲劳性能优于T22和TP304H钢，高温抗氧化性能也远高于T22钢。

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　　三、T91／P91钢的焊接性

　　T91／P91钢是在9Cr1Mo钢的基础上，采用纯净化、细晶化冶金技术，以及微合金化和控轧、控冷等工艺，开发出的新一代中合金耐热钢。从化学成分上看(见表1)，T91／P91钢中C、S、P含量降低了，并用V、Nb、N元素微合金化；从力学性能上看(见表2)，T91／P91钢的强度和韧性改善了。这是由于该钢的强化机理与老钢种有原则的不同，即除了固溶和沉淀强化外，还通过微合金化、控轧、形变热处理及控冷获得高密度位错和高度细化晶粒的结果。该钢的供货状态为正火＋回火(730～760℃)，显微组织是回火马氏体。

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　　与T9钢相比，T9l／P9I钢由于降低了碳和杂质元素的含量，焊接裂纹的敏感性明显减弱，防止裂纹产生的预热温度随之而降。应该说，该钢的焊接性有所改善。但是这并不意味着在所有的情况下都能获得满意的接头性能。研究表明，该钢焊接性的主要问题如下：

　　(1)焊接裂纹敏感性。钢中合金元素种类多，总含量达10%左右，具有相当高的空淬特性，由于HAZ淬硬倾向大，冷裂纹敏感性仍较大；同时钢中含有C、Nb等促进热裂的元素，因此该钢还有一定的热裂倾向，其敏感性介于SA213—T9钢和SA213—TP304H钢之间。

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　　(2)HAZ塑性降低。由于受焊接热循环的影响，HAZ晶粒长大倾向较大，使该区的塑性降低。

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　　(3)HAZ的软化。由于受焊接热循环的影响，HAZ出现软化层，恶化了该区的力学性能。

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　　(4)焊缝金属韧性的恶化。由于焊缝金属未曾经受控轧和形变热处理过程，晶粒不可能由此被细化；同时焊缝中的Nb、V元素在冷却凝固过程中难以呈微细的C、N化合物析出，因此焊缝的韧性比母材低许多。

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　　(5)有研究显示，在一些情况下，该钢还有一定的应力腐蚀裂纹敏感性。

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　　总体上看，该钢焊接性的主要问题是冷裂纹敏感性较强，以及一定的热裂纹倾向，同时也不可忽视接头性能的弱化(焊缝区韧性恶化和热影响区的软化)。合理的焊接工艺是控制和改善该钢焊接性的重要技术手段。

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　　四、T91／P91钢的焊接工艺要点

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　　电站锅炉过热器和再热器用T91钢管常用规格有ψ54mm和ψ57mm等，壁厚有4mm、8mm和9mm等几种。大直径主蒸汽P91钢管有ψ457mm×45mm、ψ347mm×46mm等多种规格。小径管现场施工多为水平对接固定位，要求单面焊双面成形，而且要求反而焊缝不被氧化。为使接头具有满意的使用性能，早期的焊接工艺主要采用两种方法：一是全氩弧焊(TIG打底＋TIG填充)；二是氲弧焊(TIG)打底＋焊条电弧焊填充。

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