12Cr1MoV与T91焊接工艺
12Cr1MoV与T91焊接工艺
标准上生产热处理规定的工艺是P91 1040--1060度正火770--790度回火AC1：880AC3：92012Cr1MoV 980--1020度正火720--760度回火AC1：740 AC3：880这两个钢种的工艺不可能全照顾的到P91 9%的Cr 导热性能也不好真的处理起来确实有难度是不是焊接之后回一下火比较好。
热处理温度为750±10℃,升温降温速度以≤150℃为宜，保温时间根据焊件厚度确定，但要求比12Cr1MoV同种钢焊缝要长0.5~1.0小时!P91焊后热处理温度７７０～７９０℃，１２Ｃｒ１ＭＯＶ焊后热处理温度７４０～７６０℃，３００℃后加热速度小于１５０℃，加热时间每２５ｍｉｎ／ＣＭ，恒温时间一般不小于２Ｈ．12Cr1Mo热处理问题：当12Cr1Mo热处理后有局部硬度超过290HB，请问是否合格？正常处理后的硬度应为多少？对哪些性能有影响？一般采用正火＋高温回火处理，硬度一般在180HB以下。
局部硬度超过290HB？是淬火处理吗？不好解释。
12Cr1Mo为冷作模具钢，不知道你采用什么热处理工艺得到这个硬度．硬度合不合格不能人为凭空判断，要根据使用要求来定．采用什么热处理工艺得到这个硬度．是电厂焊后热处理。
看看火力发电厂焊接技术规程，上面对硬度值有要求。
硬度超过HB290其抗拉强度大概在940MPa左右，确实挺高的GB5310中对12Cr1MoG的性能要求是抗拉强度470-640MPa12Cr1Mo G热处理工艺980--1020度正火720--760度回火AC1：740 AC3：880建议再回一次火，稳定组织。
我不知这是怎样热处理？用途如何？如果是无缝钢管，那是不合格的。
12Cr1Mo由于含有元素，使材料脆化。
建议热处理选用1000--1010度正火730--750度回火。
也有可能是热处理不均匀，导致局部硬度偏高。
12Cr1MoV管纯化氢的原理是，在300—500℃下，把待纯化的氢通入12Cr1MoV锅炉管的一侧时，氢被吸附在12Cr1MoV锅炉管壁上，由于钯的4d电子层缺少两个电子，它能与氢生成不稳定的化学键（钯与氢的这种反应是可逆的），在钯的作用下，氢被电离为质子其半径为 1.5×1015m，而钯的晶格常数为 3.88×10－10m（20℃时），故可通过12Cr1MoV锅炉管，在钯的作用下质子又与电子结合并重新形成氢分子，从12Cr1MoV 锅炉管的另一侧逸出。
12Cr1MoVG与SA-213MT91小径管焊口热处理作业指导书
1.施工范围
大唐洛阳热电厂技改工程2X300MW机组#1炉12Cr1MoVG/SA-213MT91小径管焊口热处理主要施工项目有：屏式过热器、高温过热器、大屏夹持管、再热器对接焊口，规格有：Φ60×8、Φ54×8.5、Φ51×9、Φ51×6、Φ60×4、 Φ51×4等
7.1.热处理人员必须遵守各项安全及文明施工的规定。
7.2.在送电前，检查电源线有无短路现象，工件应有良好的接地。
7.3.严禁在设备运行过程中插拔电源接插件。
7.4.高空作业时应扎好安全带。源自7.5.施工人员应穿戴好工作服，接触高温工件时应戴石棉手套。
7.6.施工完毕应清理干净施工场所，不得遗留保温棉残块，铁丝等杂物。
4.2.2.焊前预热
4.2.2.1.施工前检查控温设备是否完好，如有故障或异常，应及时处理。
4.2.2.2.可用氧气-乙炔火焰预热，预热宽度从焊口中心开始，每侧加热宽度值、预热温度及升降温速度值见表1。
4.2.2.3.火焰焰心至工件距离应≥10㎜，喷嘴移动速度应均匀稳定，不允许在一个位置长期停留。
4.2.2.4.当温度升到要求的预热温度，且温度基本均匀（用测温笔至少测量三点），即通知焊工开始焊接。
3.2.4.二次电源线选用16mm2铜软线，热电偶连接线全部采用补偿导线。
3.2.5.柔性陶瓷电阻加热器规格根据焊件形状、位置等情况选择。管屏可用履带式加热器作焊后处理,再热器可用哈福作焊后处理，单根管子焊口可用加热绳或火焰加热处理处理.可参考下表：
高温过热器：加热片规格为620×150 功率为10kw/片
(℃／h)
每侧预热宽度
(mm)
处理加热总宽度(mm)
SA213-T91与12Cr1MoV异种钢小径管TIG焊接技术
SA213-T91与12Cr1MoV异种钢小径管TIG焊接技术【摘要】本文根据工程的实践经验、技术资料等针对SA213-T91与12Cr1MoV异种钢的焊接，在选用合适的焊接材料、工艺参数等方面作了详细论述，为现场焊接施工的各个工序提供了依据。
经过实践检验，只要使用合适的焊接工艺，并进行严格的过程控制，就能够保证获得合格的焊接接头，保证机组的安全运行。
【关键词】异种钢;小径管;TIG;焊接技术0.前言焊接是通过加热或加压或两者并用，并且用或不用填充材料，使焊件达到结合的一种方法。
焊接工作是电站施工建设中的重要环节，焊接质量已成为施工中最重要的因素，从而对焊接的施工质量提出了越来越高的要求。
在抚顺发电厂（2×300MW）#2供热机组的工程中，其中锅炉末级过热器有一段焊口的材质为SA213-T91与12Cr1MoV的异种钢焊接（管径ф51×11）,本文结合现场实际工作条件,对SA213T91与12Cr1MoV（B类Ⅲ级与B类Ⅰ级）的焊接形成了一套严格的焊接操作技术，保证了焊接质量。
1.焊接性能分析SA213-T91属于马氏体耐热钢,是一种改进的9CrlMo钢，它是在9Cr1Mo钢的基础上通过添加V、Nb等微量元素形成的。
具有较低的热膨胀系数和良好的导热性，抗拉强度和屈服强度较高，特别是在高温下具有较高的蠕变强度和持久强度及许用应力。
此钢种焊接性能差,淬硬性大.焊缝及热影响区极易产生高度马氏体和贝氏体组织,使接头脆性增加,残余应力增大,导致冷裂纹的产生。
12Cr1MoV属于珠光体耐热钢,由于含碳及合金元素较多,焊缝及热影响容易出现淬硬组织,当焊件刚性及接头应力大时,容易产生冷裂纹,焊后热处理过程中容易产生再热裂纹,当将其两种耐热钢焊接时,有一定的施焊难度。
SA213-T91与2Cr1MoV钢化学成分(%)2.焊接工艺方法及要求以下将由我公司承担的中电投抚顺发电厂（2×300MW）#2供热机组的锅炉末级过热器（管径：ф51×11、材质：SA213-T91/12Cr1MoV）的焊接方法及要求做一简单介绍。
12Cr1MoV与F91焊接工艺规程的制定
1 绪论现代工业的发展和科学技术的进步，对焊接构件的性能提出了更高、更苛刻的要求，除需满足通常的力学性能外，还要满足如耐磨性、高温强度、耐腐蚀性、低温韧性、导电性、导热性等多方面的性能要求。
在这种情况下，任何一种金属材料都不可能完全满足整体焊接结构的使用要求，即使可能有某种金属材料相对比较理想一些，也常常由于十分稀缺、价格昂贵，而不能在工程中实际应用，而异种材料焊接的出现很好的解决了这一问题。
特别是异种钢的焊接，最大限度的利用了各种钢的性能，做到了“物尽其用”的效果。
在机械制造业中，异种钢焊接构件得到越来越广泛的应用，它不但能满足不同工作条件对材质的要求，而且通过焊接的方法连接成不同几何形状的零部件，生产、修复简便而且成本低，但是异种钢焊接时存在着严重的焊接性问题。
由于12Cr1MoV与F91钢的化学成分（见表 1.1）、力学性能（表 1.2）、金相组织、物理性质的差异，其焊接性问题主要是淬硬倾向比较大。
表 1.1 12Cr1MoV与F91钢的化学成分表 1.2 12Cr1MoV与F91的力学性能2 12Cr1MoV 与Ｆ９１异种钢的特性2.1 耐热钢的特性F91和12Cr1MoV都是耐热钢。
耐热钢最基本的特性是要求具有高温化学稳定性和优良的高温力学性能。
2.1.1高温化学稳定性高温化学稳定性主要是抗氧化性。
耐热刚抗氧化性主要取决钢中的化学合金成分，能在钢材的表面形成致密完整的氧化膜因而具有很好的抗氧化性能，如铬、铝、硅等可提高刚的氧化性，铬是提高抗氧化性的主要元素。
试验表明：在650℃、850℃、950℃、1100℃条件下，均能满足抗氧化性要求，而钢中铬ωα的含量要分别达到5％、12％、20％、28％。
Mo、B、V等元素所生成的氧化物熔点较低如MO O3（795℃）、B2O5（540℃）、V2O5（658℃）容易挥发对氧化性不利。
2.1.2 高温力学性能高温力学性能主要指热强度和高温脆化。
热强性是指在高温下具有足够的强度。
T91钢的焊接工艺
济截面钢材，广泛用于制造结构件和机械零件，如石油 钻杆、汽车传动轴、自行车架以及建筑施工中用的钢脚 手架等。用钢管制造环形零件，可提高材
料利用率，简化制造工序，节约材料和加工工时，如滚 动轴承套圈、千斤顶套等，目前已广泛用钢管来制造。 钢管还是各种常规武器不可缺少的材料，
枪管、炮筒等都要钢管来制造。钢管按横截面积形状的 不同可分为圆管和异型管。由于在周长相等的条件下， 圆面积最大，用圆形管可以输送更多的流
度冷却 5 T91钢在广东省内火电厂应用实例 广东省电 力局第一焊接培训中心曾作过Φ42 mm×5mm的T91小 径管对接的焊接
工艺评定。采取的预热温度为200℃，焊后冷却到150℃， 保温1h后进行回火，回火温度为750～780℃，保温1h， 升降温速度均小于5
℃/min。焊后对试样进行外观检查、断口检查、无损检 测、拉伸和弯曲试验，结果均合格，这也说明上述焊接 工艺是行之有效的。 上述焊接工艺
德国规定预热温度为180～250℃，美国CE公司规定预热 温度为120～205℃。 4.2 层间温度的选择 层间温度不 得低于预热温度下
限，但如同预热温度的选取一样，层间温度也不能过高。 T91焊接时层间温度一般控制在200பைடு நூலகம்300℃。法国规定： 层间温度不超过300℃。
美国规定：层间温度可位于170～230℃之间。 4.3 焊后 热处理起始温度的选择 T91要求焊后冷却到低于Ms点以 下并保持一定时间再
730～780℃。 T91焊后回火恒温时间不少于1 h，才能保 证其组织完全转变为回火马氏体。 为了降低T91钢焊接 接头的残余应力，必
须控制其冷却速度小于5 ℃/min。T91钢的焊接工艺可用 图3表示。 ①预热200～250 ℃；②焊接，层间温度 200～300 ℃；
SA213_T91与12Cr1MoV异种钢薄壁小径管的焊接工艺
评定结果表明 ,采用 H08Cr2MoMnWVTiB 焊丝和手 工钨 极 氩 弧 焊 接 来 完 成 母 材 是 <60 mm ×4 mm 的 12Cr1MoV 和 SA213 - T91 异种钢焊接的方法是正确的 , 制定的焊接工艺是可行的 。
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焊接 2001 (11)
取样部位 母材 (T91)
焊缝
表 3 拉伸试验结果
σb/ MPa
表 1 SA213 - T91 与 12Cr1MoV 钢化学成分 ( %)
C
Si
Mn
Cr
Mo
Ni
V
Nb
0. 08～ 0. 20～ 0. 30～ SA213 - T91
8～
0. 85～ ≤0. 40 0. 18～ 0. 06～
0. 12
0. 50
0. 60
9. 5
1. 05
0. 25
0. 10
12Cr1MoV
10～15
ห้องสมุดไป่ตู้
2. 5
80～90
10～15
焊接速度 v/ mm·min - 1
30～45 30～45
2. 3 焊缝评定 (1) 焊后经外观检验合格 ,取二件进行断口试验 ,结
T91与12Cr1MoV 异种钢小径管TIG焊接工艺及操作技术
T91与12Cr1MoV 异种钢小径管TIG焊接工艺及操作技术T91与12Cr1MoV 异种钢小径管TIG焊接工艺及操作技术T91与12Cr1MoV 异种钢小径管TIG焊接工艺及操作技术发布时间: 2009-3-16 阅读次数: 253 次发布人: 中华焊工窦怀武1，费永敏2（1．国电靖远发电有限公司，白银730919；2。
大唐甘肃分公司焊培中心，兰州 730060）摘要：本文针对T91/12Cr1MoV钢管的性能，为满足电站检修焊接的需要，根据T91/12Cr1MoV异种钢小口径TIG焊口在电站检修更换中焊接位置困难、空间狭小、难度大，易出现缺陷等实际状况，研究分析了T91/12Cr1MoV异种钢小径管的焊接工艺原则，确定采用高强配比的焊接材料进行焊接。
通过焊接工艺评定试验，在焊材选择、工艺参数选择等方面作了详细论述，形成了一套严格及详细的焊接工艺及及操作技术规范，对现场实际工作有着较高的指导作用。
关键词：异种钢；小径管；焊接工艺；操作技术；TIG。
作者简介：窦怀武，男，1971年7月出生，甘肃兰州人，大学学历，国电靖远发电有限公司生产技术部金属监督工程师，技师，长期从事电站金属监督及焊接管理等工作。
1.前言随着在电力工业的飞速发展，高参数、大容量、环保节能机组的不断涌现。
必然涉及到所用钢材等级提高、品种增多、焊接结构日趋复杂等诸多不利因素，对金属材料的焊接可靠性及焊接修复工作提出了更高的要求，大型电站检修焊接不仅要求焊接工作适应不断变化的钢材规格、品种及结构的需要，同时要求有足够的焊接可靠性以及伴随产生的结构可修复性。
目前随着异种结构的广泛应用，焊接难度增加。
这就要求广大焊接工作者除了熟练掌握同种钢材工艺的前提下，及时了解和掌握新材料、新工艺，设备更新，更重要的应是对多种异种结构的焊接工艺进一步的研究运用，评定实验制定科学合理的焊接工艺，提供有效的技术支撑，在人员素质等诸方面调动焊接工作者的整体力量，使之尽快转化为生产力，是众多电站一线焊接工作者面临的首要课题。
T91管子焊口焊接工艺
T91管子焊口焊接工艺T91管子焊口焊接工艺要求很严格，管壁厚度小于6mm时采用全氩弧焊接，焊丝用日本神刚公司的TGS-9cb，如果用电焊盖面的话，焊条就用CM-9cb。
焊接前用可溶纸塞住管口两侧，离管口300mm左右，用可燃纸胶带将焊口封住，然后用气针向管内充氩。
预热至200~250℃，焊接完后需热处理，温度为750~775℃，用加热片处理。
由于T91合金元素含量很高，导致该材料可焊性很差:(1） T91含有Cr、Mo、V、Cb等强碳化物元素，焊接时焊缝从高温冷却时易产生淬硬性的马氏体组织，焊缝有很大冷、热裂倾向；(2） T91含有很多的合金元素，其熔融金属的流动性差，焊接时还产生较多的熔渣；(3）由于马氏体钢导热性差，焊接应力不能得到充分释放，焊后焊缝的残余应力很大．因此，T91钢焊接时，如焊接工艺选择不当，焊工操作不当，很容易产生焊接冷、热裂纹、夹渣等缺陷．为了得到优质的焊接接头，有必要从焊接工艺及参数、焊工操作技术等方面进行严格控制．焊接坡口采用V型坡口，尺寸见图1．焊前坡口及周围20 mm范围内清除水、油、锈等污物，并露出金属光泽，以严格控制扩散氢的含量．3.4 充氩保护为防止T91焊接时焊缝根部的氧化，TIG打底及盖面焊时管子内部都采用充氩保护．氩气纯度为99.99%，充氩保护流量控制在7～12 L/min范围内．3.5 预热温度和层间温度的控制T91钢材的淬硬性大大高于常用的铬钼钢，因此，该钢材焊接时，一方面必须严格控制扩散氢的含量，另一方面，需减缓焊接时焊缝的冷却速度，而焊前预热是控制扩散氢含量及减缓焊接时焊缝的冷却速度的最有效的措施，对T91小口径钢管焊接，焊前预热控制在150 ℃以上．为了充分保证下一道焊接前，上一道焊缝已转变为马氏体组织，以利下一道焊接时，能对上一道焊缝进行部分回火，达到改善马氏体组织的焊缝的性能，因此，我们严格限制层间温度在260 ℃以下．我们采用接触式测温计测量预热温度和层间温度，以达到严格控制温度的目的．托克托电厂一期工程 1号机组末级过热器管排 ,采用了SA2 13-T91钢制造。
12cr1mov与t91焊接工艺
标准上生产热处理规定的工艺是P91 1040--1060度正火770--790度回火AC1：880AC3：92012Cr1MoV 980--1020度正火720--760度回火AC1：740 AC3：880这两个钢种的工艺不可能全照顾的到P91 9%的Cr 导热性能也不好真的处理起来确实有难度是不是焊接之后回一下火比较好。
热处理温度为750±10℃,升温降温速度以≤150℃为宜，保温时间根据焊件厚度确定，但要求比12Cr1MoV同种钢焊缝要长0.5~1.0小时!P91焊后热处理温度７７０～７９０℃，１２Ｃｒ１ＭＯＶ焊后热处理温度７４０～７６０℃，３００℃后加热速度小于１５０℃，加热时间每２５ｍｉｎ／ＣＭ，恒温时间一般不小于２Ｈ．12Cr1Mo热处理问题：当12Cr1Mo热处理后有局部硬度超过290HB，请问是否合格？正常处理后的硬度应为多少？对哪些性能有影响？一般采用正火＋高温回火处理，硬度一般在180HB以下。
局部硬度超过290HB？是淬火处理吗？不好解释。
12Cr1Mo为冷作模具钢，不知道你采用什么热处理工艺得到这个硬度．硬度合不合格不能人为凭空判断，要根据使用要求来定．采用什么热处理工艺得到这个硬度．是电厂焊后热处理。
看看火力发电厂焊接技术规程，上面对硬度值有要求。
硬度超过HB290其抗拉强度大概在940MPa左右，确实挺高的GB5310中对12Cr1MoG的性能要求是抗拉强度470-640MPa12Cr1Mo G热处理工艺980--1020度正火720--760度回火AC1：740 AC3：880建议再回一次火，稳定组织。
我不知这是怎样热处理？用途如何？如果是无缝钢管，那是不合格的。
12Cr1Mo由于含有元素，使材料脆化。
建议热处理选用1000--1010度正火730--750度回火。
也有可能是热处理不均匀，导致局部硬度偏高。
12Cr1MoV管纯化氢的原理是，在300—500℃下，把待纯化的氢通入12Cr1MoV锅炉管的一侧时，氢被吸附在12Cr1MoV锅炉管壁上，由于钯的4d电子层缺少两个电子，它能与氢生成不稳定的化学键（钯与氢的这种反应是可逆的），在钯的作用下，氢被电离为质子其半径为 1.5×1015m，而钯的晶格常数为 3.88×10－10m（20℃时），故可通过12Cr1MoV锅炉管，在钯的作用下质子又与电子结合并重新形成氢分子，从12Cr1MoV锅炉管的另一侧逸出。
T91焊接工艺
T91焊接工艺（一）1 T91/P91钢的焊接性能分析1.1 T91/P91钢的组织为马氏体，供货状态一般为正火+回火，属于高合金钢，焊接性较差，易出现冷裂纹、焊接接头脆化、HAZ区软化等问题，必须严格按照工艺规程，方可获得满意的焊接接头。
1.2 应该严格控制焊接和热处理温度，采用较小的参数焊接是应该注意的重点。
1.3 热处理理想保温时间适当延长，有利于焊接接头常温冲击韧度的提高。
2 钢材和焊材该种钢材及其焊材部分国家牌号对照，见表1、表2。
3.1 焊接设备选用带衰减的逆变式直流弧焊机3.2 焊丝去除表面的油、垢及锈等污物，露出金属光泽焊条进过350℃烘熔1.52h,置于80100℃保温筒内，随用随取。
3.3 坡口制备关键注意两点氢弧焊填充时预热温度取160180℃，温度过高不利于焊工操作，易产生缺陷，还会加重根部氧化。
电弧填充时，道间温度控制在280320℃之间，因为第一，从工艺上讲，为防止产生热裂纹和减少区的粗晶脆化，需选择小参数，以减少高温停留时间，但采用小参数，焊缝冷却速度快，容易产生淬硬组织而导致冷裂纹、这是个矛盾。
T91/P91钢的MS点转变温度大约在380℃左右，预热温度选在280320℃，即MS点温度附近，既能保证高温停留时间短，又能使马氏体转变时冷速缓慢，并形成自回火马氏体，解决了既要采用小参数，又不能让焊接冷速太快的矛盾。
第二，从手工操作上讲，该种钢的焊条在300℃左右的预热温度下，有最佳操作性能，熔滴过渡及铁水流动性和飞溅都明显改变。
4. TIG打底焊为防止T91/P91钢焊缝根部氧化，焊前在管内冲氩保护。
冲氩保护范围以坡口轴向中心为基础，各侧各250300mm处贴上两层可溶纸（可用报纸代替）。
用浆糊粘住，做成密封气室。
利用细钢管把头敲扁插入焊缝内（有探伤孔控的管道可从探伤孔充氩），大管流量为2030L/min，小管流量一般为1015L/min，冲氩时，当感觉氩气从焊缝间隙轻微返出时（也可用打火机是否熄灭来判断）。
T91与12Cr1MoV异种钢焊接工艺探讨
T91与12Cr1MoV异种钢焊接工艺探讨现代工业中，异种钢结构得到越来越广泛的应用。
火力发电机组随着各个部位工作温度的不同，相应地使用了不同化学成分和组织结构的钢材，因此必然会遇到异种钢的焊接问题。
我厂前屏过热器热器管采用美国的新型耐热钢 SA213－T9l，与珠光体耐热钢12CrlMoV进行焊接，焊接难度大，易出现缺陷。
而关于与T91相匹配的异种钢接头，目前国内应用较少。
通过焊接工艺评定试验，最后确定用低强配比的焊材进行焊接。
1 异种钢焊接1.1 异种钢焊接的含义异种钢焊接接头基本上可以分为两大类：一类为金属组织相同而化学成分不同，如低碳钢与低合金珠光体耐热钢的焊接；另一类为金属组织和化学成分都不相同，而且物理性能差别较大，如T9l与12Cr1MoV的焊接。
综合来看，后者焊接时出现的问题较多。
1.2 异种钢焊接接头的特征及主要存在问题1.2.1 化学成分的不均匀性异种钢焊接时，由于焊缝两侧的金属和焊缝的合金成分有明显的差别，随着焊接工艺的不同，焊接熔池的行为就不一样，因而，母材的熔化量也将随之不同，最终造成整个焊接接头化学成分极不均匀，因而经常会带来一些严重问题，如奥氏体钢与非奥氏体钢之间的焊接容易在熔合区生成马氏体，在焊接中或使用中可能形成裂纹，使焊接接头破坏。
1.2.2 金相组织的不均匀性焊接接头的化学成分不均匀，经过焊接热循环作用之后，焊接接头各区域也将出现不同的金相组织，往往在局部出现相当复杂的组织结构。
由干母材和填充材料的化学成分不均匀，必然造成金相组织的不均匀，若能在工艺上适当调整，可以使焊接接头的组织不均匀程度得到一定的改善。
1.2.3 性能的不均匀性焊接接头各区域化学成分和金相组织的差异，使焊接接头力学性能不同，沿接头各区域的室温强度、硬度、塑性、韧性都有很大的差别，高温下的蠕变极限和持久强度也会因成分和组织的不同，相差极为悬殊。
对焊接接头影响最大的物理性能主要有膨胀系数和导热系数，它们的差异将在很大程度上决定着焊接接头在高温下使用的安全性。
最新T91管子焊口焊接工艺
T91管子焊口焊接工艺T91管子焊口焊接工艺T91管子焊口焊接工艺要求很严格，管壁厚度小于6mm时采用全氩弧焊接，焊丝用日本神刚公司的TGS-9cb，如果用电焊盖面的话，焊条就用CM-9cb。
焊接前用可溶纸塞住管口两侧，离管口300mm左右，用可燃纸胶带将焊口封住，然后用气针向管内充氩。
预热至200~250℃，焊接完后需热处理，温度为750~775℃，用加热片处理。
由于T91合金元素含量很高，导致该材料可焊性很差:(1） T91含有Cr、Mo、V、Cb等强碳化物元素，焊接时焊缝从高温冷却时易产生淬硬性的马氏体组织，焊缝有很大冷、热裂倾向；(2） T91含有很多的合金元素，其熔融金属的流动性差，焊接时还产生较多的熔渣；(3）由于马氏体钢导热性差，焊接应力不能得到充分释放，焊后焊缝的残余应力很大．因此，T91钢焊接时，如焊接工艺选择不当，焊工操作不当，很容易产生焊接冷、热裂纹、夹渣等缺陷．为了得到优质的焊接接头，有必要从焊接工艺及参数、焊工操作技术等方面进行严格控制．焊接坡口采用V型坡口，尺寸见图1．焊前坡口及周围20 mm范围内清除水、油、锈等污物，并露出金属光泽，以严格控制扩散氢的含量．3.4 充氩保护为防止T91焊接时焊缝根部的氧化，TIG打底及盖面焊时管子内部都采用充氩保护．氩气纯度为99.99%，充氩保护流量控制在7～12 L/min范围内．3.5 预热温度和层间温度的控制T91钢材的淬硬性大大高于常用的铬钼钢，因此，该钢材焊接时，一方面必须严格控制扩散氢的含量，另一方面，需减缓焊接时焊缝的冷却速度，而焊前预热是控制扩散氢含量及减缓焊接时焊缝的冷却速度的最有效的措施，对T91小口径钢管焊接，焊前预热控制在150 ℃以上．为了充分保证下一道焊接前，上一道焊缝已转变为马氏体组织，以利下一道焊接时，能对上一道焊缝进行部分回火，达到改善马氏体组织的焊缝的性能，因此，我们严格限制层间温度在260 ℃以下．我们采用接触式测温计测量预热温度和层间温度，以达到严格控制温度的目的．托克托电厂一期工程 1号机组末级过热器管排 ,采用了SA2 13-T91钢制造。
T91钢的性能及其焊接工艺浅谈
T91钢的性能及其焊接工艺浅谈发布时间：2022-02-16T09:19:12.554Z 来源：《中国科技人才》2021年第28期作者：杨佳成[导读] 本文通过对T91钢的性能及其焊接工艺进行分析，找到解决T91钢焊接困难的方法。
浙江大唐乌沙山发电有限责任公司 315722摘要：世界各国都在努力提高耐热钢的使用温度，T91钢多用于温使用温度范围为600~620℃的换热器，过热器，火力锅炉等内部管束，该钢的铬含量范围为9%~12%，通过金相组织细化及控冷控轧，使得T91钢具有优秀的组织和化学的稳定性，因此其具有良好的耐热性能。
由于T91钢合金元素含量较高，因此焊接淬硬倾向大，焊接性很差，延迟裂纹是其主要的焊接问题。
本文通过对T91钢的性能及其焊接工艺进行分析，找到解决T91钢焊接困难的方法。
关键词：T91；焊接性能；焊接工艺1 前言浙江大乌沙山发电有限责任公司现有 2×125 MW、2×300 MW,6×350 MW 的发电设备，平均年发电量约为 200 亿千瓦时。
T91分别应用在主蒸汽管道、高温段过热器管道、屏式过热器管道、汽轮机主汽管道等超高温超高压系统[。
350 MW 锅炉为超临界火室燃料锅炉，它的过热器、主蒸汽出口设计压力为25.4 MPa，过热器、再热器的蒸汽温度为566 ℃。
由于主蒸汽管道长期在高温高压环境下工作，由于焊接接头高温蠕变，焊接接头的冲击韧性下降，易产生早期失效。
但 T91合金含量高，焊接性差，给现场检修带来困难。
因此研究T91的焊接工艺及性能有助于解决T91焊接带来的困难。
2 T91钢的有关性能 2.1合金化原理T91钢是美国国立像树岭实验室和美国燃烧工程公司冶金材料实验室合作研制的新型马氏体耐热钢[3]。
它是在9Cr1MoV钢的基础上降低含碳量，严格限制硫、磷的含量，添加少量的钒、铌元素进行合金化[4]。
T91钢中各合金元素分别起到固溶强化、弥散强化和提高钢的抗氧化性、抗腐蚀性能，具体分析如下。
T91管子焊口焊接工艺
T91管子焊口焊接工艺T91管子焊口焊接工艺要求很严格，管壁厚度小于6mm时采用全氩弧焊接，焊丝用日本神刚公司的TGS-9cb，如果用电焊盖面的话，焊条就用CM-9cb。
焊接前用可溶纸塞住管口两侧，离管口300mm左右，用可燃纸胶带将焊口封住，然后用气针向管内充氩。
预热至200~250℃，焊接完后需热处理，温度为750~775℃，用加热片处理。
由于T91合金元素含量很高，导致该材料可焊性很差:(1） T91含有Cr、Mo、V、Cb等强碳化物元素，焊接时焊缝从高温冷却时易产生淬硬性的马氏体组织，焊缝有很大冷、热裂倾向；(2） T91含有很多的合金元素，其熔融金属的流动性差，焊接时还产生较多的熔渣；(3）由于马氏体钢导热性差，焊接应力不能得到充分释放，焊后焊缝的残余应力很大．因此，T91钢焊接时，如焊接工艺选择不当，焊工操作不当，很容易产生焊接冷、热裂纹、夹渣等缺陷．为了得到优质的焊接接头，有必要从焊接工艺及参数、焊工操作技术等方面进行严格控制．焊接坡口采用V型坡口，尺寸见图1．焊前坡口及周围20 mm范围内清除水、油、锈等污物，并露出金属光泽，以严格控制扩散氢的含量．3.4 充氩保护为防止T91焊接时焊缝根部的氧化，TIG打底及盖面焊时管子内部都采用充氩保护．氩气纯度为99.99%，充氩保护流量控制在7～12 L/min范围内．3.5 预热温度和层间温度的控制T91钢材的淬硬性大大高于常用的铬钼钢，因此，该钢材焊接时，一方面必须严格控制扩散氢的含量，另一方面，需减缓焊接时焊缝的冷却速度，而焊前预热是控制扩散氢含量及减缓焊接时焊缝的冷却速度的最有效的措施，对T91小口径钢管焊接，焊前预热控制在150 ℃以上．为了充分保证下一道焊接前，上一道焊缝已转变为马氏体组织，以利下一道焊接时，能对上一道焊缝进行部分回火，达到改善马氏体组织的焊缝的性能，因此，我们严格限制层间温度在260 ℃以下．我们采用接触式测温计测量预热温度和层间温度，以达到严格控制温度的目的．托克托电厂一期工程 1号机组末级过热器管排 ,采用了SA2 13-T91钢制造。
12Cr1MoV与F91焊接工艺规程的制定
1 绪论现代工业的发展和科学技术的进步，对焊接构件的性能提出了更高、更苛刻的要求，除需满足通常的力学性能外，还要满足如耐磨性、高温强度、耐腐蚀性、低温韧性、导电性、导热性等多方面的性能要求。
在这种情况下，任何一种金属材料都不可能完全满足整体焊接结构的使用要求，即使可能有某种金属材料相对比较理想一些，也常常由于十分稀缺、价格昂贵，而不能在工程中实际应用，而异种材料焊接的出现很好的解决了这一问题。
特别是异种钢的焊接，最大限度的利用了各种钢的性能，做到了“物尽其用”的效果。
在机械制造业中，异种钢焊接构件得到越来越广泛的应用，它不但能满足不同工作条件对材质的要求，而且通过焊接的方法连接成不同几何形状的零部件，生产、修复简便而且成本低，但是异种钢焊接时存在着严重的焊接性问题。
由于12Cr1MoV与F91钢的化学成分（见表 1.1）、力学性能（表 1.2）、金相组织、物理性质的差异，其焊接性问题主要是淬硬倾向比较大。
表 1.1 12Cr1MoV与F91钢的化学成分表 1.2 12Cr1MoV与F91的力学性能2 12Cr1MoV 与Ｆ９１异种钢的特性2.1 耐热钢的特性F91和12Cr1MoV都是耐热钢。
耐热钢最基本的特性是要求具有高温化学稳定性和优良的高温力学性能。
2.1.1高温化学稳定性高温化学稳定性主要是抗氧化性。
耐热刚抗氧化性主要取决钢中的化学合金成分，能在钢材的表面形成致密完整的氧化膜因而具有很好的抗氧化性能，如铬、铝、硅等可提高刚的氧化性，铬是提高抗氧化性的主要元素。
试验表明：在650℃、850℃、950℃、1100℃条件下，均能满足抗氧化性要求，而钢中铬ωα的含量要分别达到5％、12％、20％、28％。
Mo、B、V等元素所生成的氧化物熔点较低如MO O3（795℃）、B2O5（540℃）、V2O5（658℃）容易挥发对氧化性不利。
2.1.2 高温力学性能高温力学性能主要指热强度和高温脆化。
热强性是指在高温下具有足够的强度。
T91 与12Cr1MoVG 异种钢焊接接头的硬度分析_刘强
能源研究与管理2019（4）开发与应用T91与12Cr1MoVG 异种钢焊接接头的硬度分析刘强1，刘志凌2（1.江联重工集团股份有限公司，南昌330001；2.江西科技师范大学，南昌330013）收稿日期：2019-08-30作者简介：刘强（1972—），男，辽宁营口人，工程师、讲师，硕士，毕业于南昌航空工业学院，材料加工工程专业，主要从事机电工程技术与管理工作。
摘要：采用自动钨极氩弧焊对12Cr1MoVG 与T91异种钢进行焊接，研究在不同工艺实验条件下对异种钢焊接接头硬度的影响。
研究结果表明，在不同工艺实验条件下，异种钢的焊接接头焊缝形貌基本一致，焊缝呈现倒梯形上下2层结构。
经历热处理后的异种钢焊缝中心的硬度V约为250，而未经历热处理的异种钢焊缝中心的硬度V约为300，最高V达到390，且异种钢焊接接头硬度靠近T91一侧硬度呈现突变上升。
关键词：自动钨极氩弧焊；异种钢接头；硬度中图分类号：TG441.7文献标志码：A文章编号：1005－7676（2019）04－0101－03LIU Qiang 1,LIU Zhiling 2（1.Jianglian Heavy Industry Co.,Ltd.,Nanchang 330001,China;2.Jiangxi Science and Technology Normal University,Nanchang 330013,China）T91dissimilar steel and 12Cr1MoVG were welded by automatic tungsten argon arc welding.The effect of differentprocess conditions on the hardness of dissimilar steel welded joint was studied.The results show that the weld morphology of dissimilar steel welded joints is basically the same under different technological conditions,and the weld presents inverted trapezoidal upper and lower layers structure.After heat treatment,the hardness of the weld center of dissimilar steel is about 250,while that of the weld center of dissimilar steel without heat treatment is about 300,the highest is 390,and the hardness of dissimilar steel weld joint increases abruptly nearT91.automatic tungsten argon arc welding;dissimilar steel joints;hardness引言随着电力工业的不断迅速发展，高参数、大容量机组不断涌现，对钢管材料的高温蠕变和抗应力腐蚀等性能提出了更高要求。
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标准上生产热处理规定的工艺是
P91 1040--1060度正火770--790度回火AC1：880AC3：920
12Cr1MoV 980--1020度正火720--760度回火AC1：740 AC3：880
这两个钢种的工艺不可能全照顾的到P91 9%的Cr 导热性能也不好
真的处理起来确实有难度
是不是焊接之后回一下火比较好。
热处理温度为750±10℃,升温降温速度以≤150℃为宜，保温时间根据焊件厚度确定，但要求比12Cr1MoV同种钢焊缝要长0.5~1.0小时!
P91焊后热处理温度７７０～７９０℃，１２Ｃｒ１ＭＯＶ焊后热处理温度７４０～７６０℃，３００℃后加热速度小于１５０℃，加热时间每２５ｍｉｎ／ＣＭ，恒温时间一般不小于２Ｈ．
12Cr1Mo热处理问题：
当12Cr1Mo热处理后有局部硬度超过290HB，请问是否合格？正常处理后的硬度应为多少？对哪些性能有影响？
一般采用正火＋高温回火处理，硬度一般在180HB以下。
局部硬度超过290HB？是淬火处理吗？不好解释。
12Cr1Mo为冷作模具钢，不知道你采用什么热处理工艺得到这个硬度．硬度合不合格不能人为凭空判断，要根据使用要求来定．
采用什么热处理工艺得到这个硬度．
是电厂焊后热处理。
看看火力发电厂焊接技术规程，上面对硬度值有要求。
硬度超过HB290其抗拉强度大概在940MPa左右，确实挺高的
GB5310中对12Cr1MoG的性能要求是抗拉强度470-640MPa
12Cr1Mo G热处理工艺980--1020度正火720--760度回火AC1：740 AC3：880
建议再回一次火，稳定组织。
我不知这是怎样热处理？用途如何？如果是无缝钢管，那是不合格的。
12Cr1Mo由于含有元素，使材料脆化。
建议热处理选用1000--1010度正火730--750度回火。
也有可能是热处理不均匀，导致局部硬度偏高。
12Cr1MoV管纯化氢的原理是，在300—500℃下，把待纯化的氢通入12Cr1MoV锅炉管的一侧时，氢被吸附在12Cr1MoV锅炉管壁上，由于钯的4d电子层缺少两个电子，它能与氢生成不稳定的化学键（钯与氢的这种反应是可逆的），在钯的作用下，氢被电离为质子其半径为 1.5×1015m，而钯的晶格常数为 3.88×10－10m（20℃时），故可通过12Cr1MoV锅炉管，在钯的作用下质子又与电子结合并重新形成氢分子，从12Cr1MoV 锅炉管的另一侧逸出。
在12Cr1MoV锅炉管表面，未被离解的气体是不能透过的，故可利用12Cr1MoV锅炉管获得高纯氢。
钢制造的无缝钢管被广泛用于液压支柱、高压气瓶、高压锅炉、化肥设备、石油裂化、汽车半轴套、柴油机、液压管件等用管。
T91+12Cr1MoV异种钢焊接工艺的试验研究
摘要：文章对T91+12Cr1MoV异种钢焊接工艺问题进行了研究，并对有关焊接工艺简化的可能性进行了探讨，通过对比试验和试验验证，提出了简单实用、可指导实际施工的焊接工艺。
采用该工艺指导实际生产获得了良好的效果。
关键词：金属材料；异种钢焊接；工艺试验；T91钢；12Cr1MoV钢
目前，T91钢已广泛应用到我国新机组建设或老机组的改造中，在老机组改造中，遇到的突出问题就是T91钢与TP347、G102和12Cr1MoV等钢的异种钢焊接问题。
国外就T91异种钢焊接问题的研究，在焊接材料上多采用“中匹配”即合金元素含量介于2种母材之间的焊接材料方案，在工艺上多采用焊前预热、焊后热处理工艺［1］。
下面就在我国采用较多的T91+12Cr1MoV异种钢焊接工艺及焊接工艺的简化问题进行探讨。
1试验材料
1.1母材
T91钢是在ASTM A213-T9钢的基础上，降低含碳量，添加微量Nb、V合金化，并控制含N 量得到的。
允许使用于壁温≤625 ℃的锅炉过热器及高温再热器，该钢具有较大的冷裂倾向，焊接时可能产生冷裂纹和热裂纹。
12Cr1MoV钢属珠光体低合金热强钢，该钢具有较高的热强性能和持久塑性，可用于壁温
≤580 ℃的锅炉受热面管，该钢的焊接性良好，对于壁厚较小的小径管，焊前不预热，焊后不热处理。
T91钢和12Cr1MoV钢的化学成分见表1、表2，常温机械性能见表3。
1．2T91钢的异种钢接头裂纹敏感性分析
T91异种钢的焊接具有以下性能［2］：
a. T91钢和T22、G102、TP347 3种异种钢焊接接头对热裂纹不敏感，抗裂性能良好。
b. T91钢对再热裂纹不敏感。
c. T91钢碳当量高，淬硬倾向大，T91异种钢焊接接头的冷裂纹倾向与同质材料焊接接头相当，通过一定的工艺措施可以避免产生冷裂纹。
1．3焊接材料
分别选用高、低匹配的2种类型的焊接材料进行对比试验，一种是与T91钢相匹配的焊丝,即TIG-9CrMoV(N)焊丝；另一种是与12Cr1MoV钢相匹配的焊丝，即TIG-R31焊丝，试验用母材和焊丝的化学成分见表4［３］。
1．4焊接方法
不同的焊接方法对焊缝的韧性影响较大，采用氩弧焊焊接方法，焊缝具有优异的塑性和韧性［４］，因此选用全氩弧焊焊接方法。
2T91+12Cr1MoV异种钢焊接工艺
2．1焊接工艺
根据现场实际生产的需要，选择母材规格为φ42 mm×5 mm，坡口采用“V”型，坡口角度为60°±2°，对口间隙为1.5～2 mm，焊丝规格为φ2.5 mm。
由于T91钢碳当量高，具有一定的冷裂倾向，因此焊前应采取预热措施，预热温度150～200 ℃［3］，采用火焰加热的方法。
内部充氩气保护，电源采用直流正接极，焊后热处理温度为740±10 ℃，保温时间1 h。
2．2焊接工艺方案
根据T91+12Cr1MoV异种钢焊接不同的匹配和是否热处理，选用了4种方案，方案内容见表5。
3焊接接头试验
对焊制的T91+12Cr1MoV异种钢焊接接头经X—射线探伤合格后，按焊接工艺评定规程的要求，制取拉伸、弯曲、金相、高温短时拉伸试样。
3．1T91+12Cr1MoV异种钢机械性能试验
试验结果见表6。
焊接接头的抗拉强度均高于T91+12Cr1MoV异种钢焊接接头的规定值，但12Cr1MoV钢侧经保温1 h热处理后，母材抗拉强度下降比较多，使12Cr1MoV钢的抗拉强度接近该钢的下限，因此有必要对焊后热处理的时间进行研究。
取12Cr1MoV钢母材、T91+12Cr1MoV异种钢焊接接头，热处理保温时间分别为30 min和40 min进行对比试验，试验结果见表7。
由表7可知，焊后热处理保温时间30 min就可以满足性能的需要。
因此焊后热处理的保温时间选用30 min，1 h的保温时间较长。
3．2弯曲试验
对T91+12Cr1MoV异种钢焊接接头进行了弯曲试验，试验结果见表8。
从表8弯曲试验结果看，用高匹配的焊丝，焊后不热处理，弯曲试验不合格，因此用高匹配的焊丝焊接T91+12Cr1MoV异种钢焊接接头，焊后必须进行热处理。
用低匹配的焊丝焊后热处理和不热处理，弯曲试验均合格。
3．3金相分析
对T91+12Cr1MoV异种钢焊接接头按不同的工艺方案进行了金相组织分析（热处理试样的保温时间为30 min），T91钢的母材组织为索氏体；12Cr1MoV钢的母材组织为铁素体+珠光体。
T91+12Cr1MoV异种钢焊接接头各区的显微组织比较见表9。
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从表9可以看出，无论是采用高匹配的T91钢焊接材料，还是低匹配的12Cr1MoV钢焊接材料，在金相组织上没有大的区别，但焊后热处理都使焊缝及热影响区组织得到了改善，焊缝由马氏体或柱状铁素体加珠光体转化为回火马氏体或索氏体，T91钢侧的热影响区组织由马氏体转变为索氏体，12Cr1MoV钢侧的热影响区由铁素体加珠光体转变为索氏体。
3．4短时高温拉伸试验
在使用不同的焊接材料及是否热处理的条件下，对T91+12Cr1MoV异种钢焊接接头进行了高温短时拉伸试验，以进一步比较该焊接接头焊后的高温性能，试验结果见表10。
由表10可知，无论是高匹配的还是低匹配的焊接材料，高温短时拉伸试验结果都断裂在
12Cr1MoV钢母材侧，因此从焊材上考虑，选用低匹配的焊接材料就可以满足焊接接头的性能要求。
另外，焊后是否热处理对高温性能影响不大，这可通过进一步的试验来验证焊后不热处理的可能性，以简化焊接工艺。
4结论
a. 选用高匹配的焊接材料焊后不热处理，该工艺不可行，性能试验结果不合格。
选用高匹配的焊接材料，焊后热处理或者选用低匹配的焊接材料，无论焊后是否进行热处理，各种试验结
果均合格。
因此从现场实际考虑，采用低匹配、焊后热处理的T91+12Cr1MoV异种钢焊接工艺，能够得到综合性能良好、组织稳定的焊接接头。
b. 焊后热处理时间由1 h降低到30 min，可以满足接头性能的要求，因此热处理工艺中保温时间参数选用30 min。
c. 对T91+12Cr1MoV异种钢焊接接头，选用低匹配的焊接材料，焊后不热处理的焊接工艺是可行的，但应通过进一步试验来验证。
在马头发电总厂2002年的#7机组大修中，将部分高温对流过热器的G102钢管更换为T91钢，涉及到T91+12Cr1MoV异种钢焊接问题，使用该工艺(选用低匹配的焊接材料，焊后热处理)现场实际焊接这种接头296道，焊后经X射线探伤，焊口一次合格率98%，运行至今未见异常，效果良好。