12Cr18Ni9奧氏體不銹鋼管耐氧化耐熱性能分析

 12Cr18Ni9不銹鋼管300系列奧氏體不銹鋼管的一種，鉻含量在17%-19%左右，鎳含量在8%-10%左右，典型的18-8系列。作為一種通用型耐氧化性耐熱鋼管，它有著悠久的使用歷史，塑性、韌性、冷加工性能良好，在氧化性的酸、大氣、水蒸氣環(huán)境下表現(xiàn)出良好的耐蝕性，被廣泛用于廚房家電、食品生產(chǎn)設(shè)備、普通化工設(shè)備、建筑物表面裝飾材料等多個(gè)不同領(lǐng)域。大部分以板材的形式生產(chǎn)。由于該鋼種的含碳量較高，雖然有著良好的抗蝕能力，但是在敏化態(tài)或者焊接后會導(dǎo)致晶界有碳化物析出，表現(xiàn)出明顯的晶間腐蝕傾向，使晶粒間相互作用力減弱，大大降低了鋼管的強(qiáng)度，韌性，具有潛在的危害性。06Cr19Ni10不銹鋼管是在12Cr18Ni9不銹鋼管的基礎(chǔ)上降碳增鎳研發(fā)而來的，耐蝕性要比12Cr18Ni9不銹鋼管優(yōu)異，市場需求量很大，但是該鋼種增鎳之后的成本比12Cr18Ni9不銹鋼高出不少，目前市場價(jià)約23000元每噸，浙江至德鋼業(yè)有限公司的研究方向就是對12Cr18Ni9不銹鋼管進(jìn)行增氮降鎳，使其性能達(dá)到與06Cr19Ni10相似的同時(shí)節(jié)約生產(chǎn)成本。

為適應(yīng)高強(qiáng)度管線鋼在我國的應(yīng)用，至德鋼業(yè)運(yùn)用焊接冶金學(xué)、材料強(qiáng)韌化理論與材料成型焊接理論，采用化學(xué)分析技術(shù)及力學(xué)性能測試技術(shù)，開發(fā)研制出來適用于12Cr18Ni9不銹鋼管用的專用焊絲。所獲得的主要結(jié)論如下：

 1. 對于國產(chǎn)12Cr18Ni9不銹鋼管適用的埋弧焊焊絲合金系為Mn-Mo-Ti-B系。

 2. 在工業(yè)化生產(chǎn)12Cr18Ni9不銹鋼管用焊絲盤條用鋼及X80管線鋼用焊劑的冶煉過程中需要進(jìn)一步加強(qiáng)焊絲微量元素及純凈度的控制。

 3. 研制的H80焊絲與F80焊劑匹配后焊縫熔敷金屬屈服強(qiáng)度大于555Mpa，抗拉強(qiáng)度大于625Mpa，伸長率29%；40℃沖擊韌性，遠(yuǎn)大于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值。同時(shí)焊縫擴(kuò)散氫含量為3.13m/100g，屬于低氫焊材。產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)完全滿足課題目標(biāo)和GB/T12470-2003《低合金鋼埋弧焊用焊絲焊劑》標(biāo)準(zhǔn)。

 4. 工業(yè)化生產(chǎn)的H80焊絲與F80焊劑匹配，用于X80鋼板焊接，適應(yīng)較寬的焊接規(guī)范。在1.4~1.8m/min焊速條件下，焊縫強(qiáng)度、韌性、硬度等性能穩(wěn)定。其焊接接頭強(qiáng)度與X80鋼板相當(dāng)，焊縫中心沖擊功平均值在-20℃試驗(yàn)溫度下達(dá)到140J以上，在保證焊縫高強(qiáng)度的同時(shí)，達(dá)到焊縫金屬高韌性設(shè)計(jì)目標(biāo)。

 5. 研制的H80焊絲與F80焊劑匹配，適應(yīng)面廣，工藝性好，可與12Cr18Ni9不銹鋼管匹配，焊縫各項(xiàng)性能指標(biāo)均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

 6. 用新開發(fā)研制的H80焊絲，配合F80焊劑生產(chǎn)的焊管，焊縫組織比較細(xì)小，晶粒大小比較接近母材，約82%為不規(guī)則分布的針狀鐵素體組織，具有良好的力學(xué)性能。

 7. 研制的H80焊絲與F80焊劑匹配，在12Cr18Ni9不銹鋼管生產(chǎn)中，焊接速度在1.65m/min條件下，經(jīng)過多樣本試驗(yàn)檢測，各項(xiàng)性能均符合Q/SY GJX0102-2007《西氣東輸二線管道工程用螺旋縫埋弧焊管技術(shù)條件》要求，同時(shí)在HIC試驗(yàn)、靜水壓爆破試驗(yàn)中均表現(xiàn)出良好的性能。達(dá)到了高速焊接條件下焊縫高強(qiáng)度、高韌性的目標(biāo)。比西氣東輸一線生產(chǎn)效率提高約30%。

 8. 所研制的產(chǎn)品用于西氣東輸二線12Cr18Ni9不銹鋼管生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高，具有廣闊的市場前景和較好的經(jīng)濟(jì)效益。