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不銹鋼管進行增氮降鎳，使其性能達到與06Cr19Ni10相似的同時節(jié)約生產(chǎn)成本。

為適應(yīng)高強度管線鋼在我國的應(yīng)用，至德鋼業(yè)運用焊接冶金學(xué)、材料強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一步加強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度大于555Mpa，抗拉強度大于625Mpa，伸長率29%；40℃沖擊韌性，遠大于標準規(guī)定值。同時焊縫擴散氫含量為3.13m/100g，屬于低氫焊材。產(chǎn)品技術(shù)指標完全滿足課題目標和GB/T12470-2003《低合金鋼埋弧焊用焊絲焊劑》標準。

 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，焊縫強度、韌性、硬度等性能穩(wěn)定。其焊接接頭強度與X80鋼板相當(dāng)，焊縫中心沖擊功平均值在-20℃試驗溫度下達到140J以上，在保證焊縫高強度的同時，達到焊縫金屬高韌性設(shè)計目標。

 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，焊縫各項性能指標均滿足標準要求。

 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)過多樣本試驗檢測，各項性能均符合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，同時在HIC試驗、靜水壓爆破試驗中均表現(xiàn)出良好的性能。達到了高速焊接條件下焊縫高強度、高韌性的目標。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)濟效益。