Общие сведения о трубах из легированной стали: краткое введение, химический состав, характеристики термообработки и оборудование для плавки.
1. Краткое описание труб из легированной стали.
Трубы из легированной стали имеют полое сечение. Большое количество труб из легированной стали используется для транспортировки жидкостей по трубопроводам, таким как трубопроводы для транспортировки нефти, природного газа, газа, воды и некоторых твердых материалов. По сравнению с цельностальными трубами, такими как круглые стальные трубы, трубы из легированной стали обладают той же прочностью на изгиб и кручение, но при этом имеют меньший вес.
Трубы из легированной стали обладают хорошими механическими свойствами. Они в основном используются на электростанциях, атомных электростанциях, в котлах высокого давления, высокотемпературных пароперегревателях и подогревателях высокотемпературных трубопроводов и оборудования высокого давления. Изготавливаются из высококачественной углеродистой стали, легированной конструкционной стали и жаростойкой нержавеющей стали, а затем подвергаются горячей (прессовой, расширяющей) или холодной (волочительной) прокатке. Главное преимущество – возможность 100% вторичной переработки. Более того, это соответствует национальной стратегии охраны окружающей среды, энергосбережения и ресурсосбережения. Национальная политика поощряет расширение области применения высоконапорных труб из легированной стали. В настоящее время доля потребления труб из легированной стали в общем объеме производства стали в Китае составляет лишь половину от аналогичных показателей в развитых странах. Расширение применения труб из легированной стали может открыть более широкие возможности для развития отрасли.
Согласно исследованию экспертной группы отделения легированных труб Китайской ассоциации специальных сталей, спрос на высокопрочные легированные трубы в Китае в будущем будет ежегодно увеличиваться на 10-12%. Легированная труба — это стальная труба, определяемая по материалу, из которого она изготовлена, поскольку, как следует из названия, это сплав, из которого она сделана. Бесшовная труба — это стальная труба, определяемая по процессу производства (шовная или бесшовная).
2. Химический состав
C: 0,08 ~ 0,15
Si: 0,17 ~ 0,37
Mn: 0,40 ~ 0,70
Cr: 0,90 ~ 1,20
Mo: 0,25 ~ 0,35
V: 0,15 ~ 0,30
3. Влияние легирующих элементов
Углерод (C): Углерод является основным элементом стали. С увеличением содержания углерода в стали прочность и твердость стали при нормальной температуре возрастают. Однако пластичность, ударная вязкость и энергия сварки снижаются. Поэтому содержание углерода в стали для компонентов котлов высокого давления обычно составляет 0,1%~0,25%.
Марганец (Mn): Mn может улучшить прочность, твердость и износостойкость стали при нормальной температуре. При высоком содержании Mn увеличивается сварочное напряжение. Mn может повысить кратковременную прочность стали при высоких температурах, но не оказывает заметного влияния на прочность на растяжение и предел ползучести.
Молибден (Mo) и хром (Cr): И Mo, и Cr могут повысить прочность стали. Хром оказывает заметное влияние на повышение стабильности микроструктуры стали при высоких температурах, например, в плане сопротивления образованию узелков, графитизации и высокотемпературному окислению. Он также может улучшить коррозионную стойкость. Однако сталь с высоким содержанием хрома обладает высокой чувствительностью к сварочным трещинам и высоким перепадам температур. Молибден оказывает заметное влияние на увеличение предела прочности стали на растяжение. Молибден имеет тенденцию к градиентному распределению, а добавление хрома может предотвратить заболевания. Сосуществование этих двух элементов может улучшить комплексные свойства стали.
Ванадий (V): В сталь ванадий может улучшить стабильность микроструктуры при высоких температурах и компенсировать негативное влияние хрома на сварочные свойства.
Титан (Ti): Титан может повысить прочность стали на растяжение. Он также может улучшить свариваемость стали в случае антилегированной стали.
Вольфрам (W): Вольфрам может повысить прочность на растяжение и твердость стали при высоких температурах.
Кремний (Si): Кремний может улучшить прочность, износостойкость и стойкость стали к окислению. Сосуществование с хромом может улучшить стойкость к высокотемпературному окислению, а также повысить коррозионную стойкость в дымовых газах.
Ниобий (Nb): Nb оказывает такое же действие, как и титан, и может повысить термическую прочность стали.
Бор (B): Бор играет важную роль в повышении закаливаемости стали. Он улучшает термическую прочность и пластичность стали, делая её жаростойкой.
4. Характеристики термообработки
Процесс термообработки легированной стали можно разделить на низкоуглеродистую, среднеуглеродистую и высокоуглеродистую. Низкоуглеродистая легированная сталь, как правило, требует цементации, закалки и отпуска. Среднеуглеродистая легированная сталь, как правило, требует закалки и отпуска. Некоторые из них также требуют закалки на поверхности. Высокоуглеродистая легированная сталь, как правило, требует закалки и отпуска.
Например:
Низкоуглеродистая легированная сталь 18CrMnTi: цементация при 920–950℃, закалка в масле при 850–870℃, отпуск при 180–200℃, твердость поверхности HRC58–67, твердость сердцевины HRC30–45
Среднеуглеродистая легированная сталь 40CrMnMo: закалка в масле при 840–850℃, в воде или масле при 630–650℃, твердость HB 302–341.
Высокоуглеродистая легированная сталь Cr12MoV: закалка в масле при 950–1000℃, отпуск при 150–180℃, твердость по Роквеллу 60–64.
5. Процесс плавки
Плавильное оборудование: тигельные печи сопротивления и газовые плавильные печи непрерывного действия.
Технические условия: материал, используемый в плавке, следует хранить в сухом и чистом месте. Перед использованием его необходимо соответствующим образом обработать. Перед использованием необходимо удалить поверхностные загрязнения из плавильных печей и высушить материал.
Рафинировочная обработка: удаление газов, неметаллических включений и других вредных элементов из сплава.
Дата публикации: 06.01.2022