蒸汽管道用P91钢管长时服役后的组织和力学性能

doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.037

金属热处理 ›› 2020, Vol. 45 ›› Issue (12): 189-193.DOI: 10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.037

蒸汽管道用P91钢管长时服役后的组织和力学性能

齐全友¹, 杨旭²

1.内蒙古国华呼伦贝尔发电有限公司, 内蒙古呼伦贝尔 021025;
2.中国特种设备检测研究院, 北京 100029

收稿日期:2020-10-16 出版日期:2020-12-25 发布日期:2021-01-14
作者简介:齐全友(1968—),男,工程师,主要从事电厂安全生产、经营管理工作,E-mail: quanyou.qi@chnenergy.com.cn

Microstructure and mechanical properties of P91 steel steam pipe after long service

Qi Quanyou¹, Yang Xu²

1. Inner Mongolia Guohua Hulunbeier Power Generation Co., Ltd., Hulunbeier Inner Mongolia 021025, China;
2. China Special Equipment Inspection and Research Institute, Beijing 100029, China

Received:2020-10-16 Online:2020-12-25 Published:2021-01-14

摘要/Abstract

摘要： 利用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜对比研究了服役38 000 h后P91钢管弯管段和直管段的微观组织,测试了其力学性能,并分析了弯管段软化原因。结果表明:相比直管段,弯管段组织中大量铁素体的存在是其强度、硬度大幅下降的主要原因。分析认为弯管段中的铁素体是由于弯管过程中施加的二次变形导致马氏体内能增加,使得回火过程中马氏体再结晶形成。

关键词: P91钢管, 显微组织, 力学性能, 软化机制

Abstract: Microstructure of both the straight and the elbow section of P91 steel steam pipe served for 38000 h was studied by means of optical microscope (OM), scanning electron microscope (SEM) and transmission electron microscope (TEM), and corresponding mechanical properties were tested. The results show that the existence of a large amount of ferrite in the elbow microstructure is the main reason for sharp drop of its strength and hardness. It is concluded that the ferrite in the elbow is formed by the recrystallization of martensite during tempering due to the increase of energy caused by secondary deformation during bending.

Key words: P91 steel pipe, microstructure, mechanical properties, softening mechanism

中图分类号:

TG142.1

齐全友, 杨旭. 蒸汽管道用P91钢管长时服役后的组织和力学性能[J]. 金属热处理, 2020, 45(12): 189-193.

Qi Quanyou, Yang Xu. Microstructure and mechanical properties of P91 steel steam pipe after long service[J]. Heat Treatment of Metals, 2020, 45(12): 189-193.

参考文献

[1] 李益民, 范长信, 杨百勋, 等. 大型火电机组用新型耐热钢[M]. 北京: 中国电力出版社, 2013.
[2] 束国刚, 刘江南, 石崇哲, 等. 超临界锅炉用T/P91钢的组织性能与工程应用[M]. 西安: 陕西科学技术出版社, 2006.
[3] Masuyama F, History of power plants and progress in heat resistant steels[J]. ISIJ International, 2001, 41(6): 612-625.
[4] 陆燕荪. 从超临界机组的发展透视研发新材料的紧迫性[J]. 发电设备, 2006(3): 149-151.
Lu Yansun.Urgency of R&D of new materials—Seen from the development of super-critical power generating units[J]. Power Equipment, 2006(3): 149-151.
[5] 高立新, 李炜丽, 侯小龙, 等. P91钢高温蒸汽管道低硬度对其理化性能的影响[J]. 华北电力技术, 2015(7): 37-43.
Gao Lixin, Li Weili, Hou Xiaolong, et al.Effects of low hardness on the physical properties of high temperature steam pipe of P91 steel[J]. North China Electric Power, 2015(7): 37-43.
[6] 杨超, 汤淳坡, 龚宏强, 等. 低硬度P91管件的安全性评价及寿命预测[J]. 中国电力, 2017, 50(8): 82-86.
Yang Chao, Yang Chunbo, Gong Hongqiang, et al.Safety evaluation and lifespan prediction of low hardness P91 pipes[J]. Electric Power, 2017, 50(8): 82-86.
[7] 王宝臣, 田旭海, 梁军, 等. P91钢管硬度低的原因分析及对性能的影响[J]. 神华科技, 2012, 10(3): 48-52.
Wang Baochen, Tian Xuhai, Liang Jun, et al.On the analysis of causes of low hardness of P91 steel tube and its influence on performance[J]. Shenhua Science and Technology, 2012, 10(3): 48-52.
[8] 钟万里, 李文胜, 王伟, 等. P91钢管长时间服役后的组织与力学性能[J]. 金属热处理, 2015, 40(6): 54-60.
Zhong Wanli, Li Wensheng, Wang Wei, et al.Microstructure and mechanical properties of P91 steel pipe after long term service[J]. Heat Treatment of Metals, 2015, 40(6): 54-60.
[9] 范德良, 王志武, 句光宇. P91钢管道异常低硬度部位的组织和性能[J]. 金属热处理, 2020, 45(3): 1-6.
Fan Deliang, Wang Zhiwu, Ju Guangyu.Microstructure and properties of P91 steel pipeline in abnormal low hardness parts[J]. Heat Treatment of Metals, 2020, 45(3): 1-6.
[10] Yan Wei, Wang Wei, Shan Yiyin, et al.Microstructural stability of 9-12%Cr ferrite/martensite heat-resistant steels[J]. Frontiers of Materials Science, 2013, 7(1): 1-27.
[11] Wang Wei, Yan Wei, Sha Wei, et al.Microstructural evolution and mechanical properties of short-term thermally exposed 9/12Cr heat-resistant steels[J]. Metallurgical and Materials Transactions A, 2012, 43(11): 4113-4122.
[12] 张冰, 王国亮, 肖功业, 等. 长期时效P91钢的组织与性能[J]. 材料热处理学报, 2013, 34(4): 123-127. Zhang Bing, Wang Guoliang, Xiao Gongye, et al. Microstructure and properties of P91 steel after long-term aging[J]. Transactions of Materials and Heat Treatment, 2013, 34(4): 123-127.
[13] 黄金督, 梅建平, 晏井利, 等. T91钢时效过程中的组织老化和性能变化[J]. 金属热处理, 2016, 41(11): 45-49.
Huang Jindu, Mei Jianping, Yan Jingli, et al.Microstructure degradation and properties evolution of T91 steel during aging[J]. Heat Treatment of Metals, 2016, 41(11): 45-49.
[14] 肖东平, 高淼淼, 谢逍原, 等. P91钢经冷变形及去应力处理后的组织和硬度[J]. 金属热处理, 2019, 44(8): 32-37.
Xiao Dongping, Gao Miaomiao, Xie Xiaoyuan, et al.Microstructure and hardness of P91 steel after cold deformation plus stress relieving treatment[J]. Heat Treatment of Metals, 2019, 44(8): 32-37.
[15] 蔡文河, 赵卫东, 王智春, 等. P91钢蒸汽管道软化机理与热处理工艺控制[J]. 热力发电, 2013, 42(1): 23-25.
Cai Wenhe, Zhao Weidong, Wang Zhichun, et al.Softening mechanism and heat treatment process control of P91 steel used for steam pipe[J]. Thermal Power Generation, 2013, 42(1): 23-25.
[16] 张道刚, 刘宗茂, 毛磊, 等. T91钢老化后组织与性能研究[J]. 金属热处理, 2008, 33(6): 88-90.
Zhang Daogang, Liu Zongmao, Mao Lei, et al.Microstructure and properties of T91 steel after accelerated aging[J]. Heat Treatment of Metals, 2008, 33(6): 88-90.

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Microstructure and mechanical properties of P91 steel steam pipe after long service

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[1]	张子延, 陈君, 陈晓亚, 李全安, 刘建鑫. 固溶时效处理对Mg-4Sm-3Gd-0.5Zr合金显微组织和耐蚀性能的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 10-16.
[2]	梁恩溥, 徐乐, 杨勇, 王毛球. 添加Al、Cu对40CrNi3MoV钢组织和力学性能的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 17-23.
[3]	祁晓亮, 李岩, 定巍, 赵增武. 含Al中锰TRIP钢原始组织对临界退火后组织与力学性能的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 24-29.
[4]	陈保安, 张静媛, 祝志祥, 韩钰, 潘学东, 张磊, 陈素红. 化学成分对高强Al-Mg-Si合金组织和性能的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 30-38.
[5]	陈连生, 张露友, 田亚强, 杨子旋, 李红斌, 潘红波, 魏英立. 低碳高强舰船用钢的CCT曲线及其组织性能[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 63-68.
[6]	王云龙, 余伟, 张昳, 史佳新, 李明辉. 奥氏体化温度对贝氏体钢等温转变及力学性能的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 80-85.
[7]	骆再斌, 范子泽, 彭振. 轻质高熵合金的研究进展[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 100-107.
[8]	吕杰晟, 宋志刚, 何建国, 丰涵, 郑文杰, 朱玉亮. S32205双相不锈钢冷轧退火组织转变及强塑化机理分析[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 141-145.
[9]	王琪, 吴光亮. 回火温度对1100 MPa级高强钢组织与性能的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 146-150.
[10]	孙凯, 陈研, 杨绍斌. 时效温度对激光选区熔化TC21钛合金微观组织及硬度的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 155-158.
[11]	张骥俊, 邢彦锋, 曹菊勇. 超声振动对CMT电弧增材制造铝合金组织与性能的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 159-164.
[12]	刘文彬, 乔龙阳, 潘新宇, 程格, 李爱娜, 裴新军. 淬火温度对刀剪用M390粉末冶金不锈钢组织和性能的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 189-195.
[13]	王瑞琴, 葛鹏, 廖强, 侯鹏, 刘宇. 固溶冷却方式对短时用高温钛合金板材组织和性能的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 196-198.
[14]	王绍灼, 孟晗, 王芬, 樊海卫, 李燕, 唐超. 改善低氧TC4-LC及重熔TC4钛合金性能的热处理工艺[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 204-207.
[15]	陈强, 陈林芳, 杨明华. 18CrNiMo7-6钢的可控气氛高温渗碳工艺[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 231-239.