1 P92钢的化学成分和性能特点(1)

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1、1P92钢的化学成分和性能特点根据国外资料介绍，P92钢的化学成分和组织性能具有以下特点：1.1SA335-P92钢是在P91钢的基础上添加W元素，适当减少MO元素的含量，开发出来的一种新型钢种。其化学成分见表1。表1：SA335-P92钢化学成分（％）CMnPSSiCrWMoVNbNBAlNi0.07～0.130.30～0.60≤0.020≤0.010≤0.508.50～9.501.50～2.000.30～0.600.15～0.250.04～0.090.030～0.0700.001～0.006≤0.040≤

2、0.401.2P92钢的主要性能（1）具有良好的物理性能P92钢的线膨胀系数与P91钢相同，比奥氏体钢低，甚至还低于P22钢的线膨胀系数，故P92钢在机组启动和停止时，抗疲劳损伤的能力不仅会优于奥氏体钢，也会比P22钢强，导热率与P91钢相同，比奥氏体钢高。（2）具有比P91钢更高的高温蠕变断裂强度P92钢的常温强度和高温强度高于P91钢。根据各国测试结果，按照ASME标准估算出来的550℃、600℃和625℃等不同温度下10万小时P92钢的蠕变断裂强度分别为199MPa、131MPa和101MPa；而P91

3、钢在相应温度下的蠕变断裂强度分别为141MPa、98MPa和68MPa。可以明显地看到P92钢的高温蠕变强度比P91钢高出很多。（3）具有优异的常温冲击韧性P92钢不仅具有比传统钢明显优越的高温性能，而且还有优异的常温韧度。它和P91钢的情况大致相同。（4）具有优良的抗氧化性能P92钢的抗烟灰氧化和抗水蒸气氧化的性能与P91钢大致相同。经测试，P92钢与P91钢在600℃、700℃下3000小时的水蒸气氧化皮厚度大致相同。2P92钢的焊接性分析2.1焊接裂纹敏感性比传统的铁素体耐热钢低从斜Y拘束试验测试图中，

4、可以看出P92钢只需预热到100℃，P91钢需要预热到180℃裂纹率为零，而P22钢需预热到300℃才能达到。2.2具有较明显的时效倾向。P92钢经3000小时时效后，其韧性下降了许多。P92钢的冲击功从时效前的220J左右降到了70J左右，在3000小时时效以后，冲击功继续下降的倾向不明显，冲击功将稳定在时效3000小时的水平。时效倾向发生在550～650℃的范围内，这个温度范围正是该钢材的工作温度范围。母材具有明显的时效倾向，与母材成分相近的焊缝也会有同样的倾向。2.3焊缝韧性低于母材的原因焊缝金属韧性不

5、及母材的原因，在于焊缝金属是从温度非常高的熔融状态冷却下来的铸造结构，它没有机会经过TMCP过程（Thermal-MechanicalControlProcess）即热控轧加工过程，晶粒得不到细化，Nb等微合金化元素还固熔在基体内，没有机会充分析出的缘故。2.4尽管P92钢开发出来已经有20多年了，但在国外大规模应用的业绩并不是太多，在国内刚开始应用。焊接接头是影响机组运行安全的最薄弱环节，由于P92钢合金元素含量高，焊接上有较大的技术难度，容易出现接头冲击功低和长期运行中的IV型开裂早期失效，如果焊接质量得

6、不到保证，P92的优势将不复存在，并对机组运行安全性带来威胁。3P92钢大口径厚壁管道焊接的主要问题由于P92钢具有明显的时效倾向，与母材成分相近的焊缝也会有同样的倾向。为了避免焊缝金属时效后韧性过低，提高焊缝金属时效前的原始韧度，为时效留出一定的余量，是P92钢大口径厚壁管道焊接的主要问题。围绕提高焊缝韧性这个关键问题，我们从焊材的选择、焊接中的预热、层间温度、焊接热输入量（表现为每层焊道的焊缝增高厚度）、热处理温度和时间等方面展开了研究，从大量的试验数据中寻找影响焊缝韧性的因素，编制提高焊缝韧性的最佳工艺

7、，从而为保证SA335-P92钢工厂化配管焊接质量打下扎实的基础。4P92钢焊接材料的选择与试验4.1伯乐-蒂森公司出品的P92钢焊接材料试验情况4.1.1伯乐—蒂森MTS616/MARASON543焊丝/焊剂组合埋弧焊熔敷金属堆焊试验情况预热温度：200℃预热方法：火焰加热层间温度：200℃~280℃测温方式：采用点温仪在中部测温焊后消氢处理：300℃X2h加热方法：电阻加热片焊接顺序：首先采用MTS—616焊条（φ4）手工电焊堆焊三层隔离层，厚度：5~6mm。SAW-堆焊层：焊丝规格Φ3mm，堆焊厚度约3

8、2mm，共焊10层16道。堆焊焊接参数如下：I=450~460AU=30~31VV=400~410mm/min焊丝/焊剂组合埋弧焊熔敷金属拉伸试验结果见下表：SAW熔敷金属常温、高温拉伸性能试验结果（PWHT：750℃*5h）试验温度σs(Mpa)σb(Mpa)d5(%)f(%)备注室温53062017保证值室温59577524.568.5室温65076521.565.5600℃42544012.5