新型T23无缝钢管热处理试验研究

    慧聪表面处理网讯：T23钢(ASMECodeCase2199)是住友金属和三菱重工联合开发的一种新型电站锅炉用钢，20世纪90年代开始在欧洲及日本多台亚临界、超临界甚至超超临界火电机组上得到应用。该钢汲取我国研制的102钢“多元复合强化”理论，加入合金元素Mo、W增强固溶强化和复合强化。同时，在T22的基础上适当降低含碳量，加入微合金元素V、Nb、B等形成弥散沉淀强化，使得T23钢在550～600℃具有良好的蠕变性能和许用应力。同时，与低合金耐热钢T22(2.25Cr-1Mo)相比，它降低了含碳量，使热影响区硬度降低至350HV以下，焊接性能得到很大改善，焊接时可以取消预热和焊后热处理，以弥补碳含量降低对高温蠕变强度带来的不利影响。因此，该钢是介于12Cr1MoVG与T91或不锈钢之间的一种很好的过渡材料，可用于U.S.C.B(超临界锅炉)膜式水冷壁部件。

    天津钢管集团股份有限公司技术人员就新型T23无缝钢管的热处理工艺，主要包括正火温度及回火温度对组织性能的影响进行了分析，从而探索最佳热处理工艺。

    试验材料采用500kg真空熔炼炉冶炼，模铸后热锻成φ85mm圆棒，800℃*12h退火后剥皮至φ75mm，利用菌式穿孔机制成φ89mm*9mm毛管。

    试验用材料取自穿孔后探伤合格的钢管，按照美标相关标准进行取样分析。利用DT1000型淬火膨胀仪对新型T23钢进行了CCT曲线测定，奥氏体化温度1050℃，保温30min。由测定结果可知，T23钢从0.8～200℃/s较大范围内转变成贝氏体-马氏体组织结构。马氏体的最大硬度仅为350HV左右，且与碳含量有关。在工业化生产中正火+回火状态下，组织一般为回火贝氏体。

    通过对CCT曲线进行分析，测定新型T23钢低温转变点Ac1位于800～820℃，高温转变点Ac3位于960～990℃。ASMESA-213M标准中规定该钢应在不低于1040℃正火及不低于730℃下回火作为最终的热处理。

    根据ASMESA-213M标准要求，结合该钢种的CCT曲线特征，研究不同奥氏体化温度、回火温度对该钢种组织性能影响。研究结果表明：

    (1)在试验温度范围内，随着奥氏体化温度提高，硬度总体缓慢增加，晶粒长大，奥氏体化温度升高到1050℃、30min时，晶粒度达到理想中的7～7.5级。

    (2)在试验温度范围内，随回火温度升高，强度、硬度均缓慢下降，达到770℃回火温度时，组织性能已趋于相对稳定。此时合金元素在固溶体基体和碳化物之间缓慢分配，铁素体基体呈现多边形化，晶粒有所长大，基体中岛状物数量减少而细小碳氢化合物颗粒明显增多，分布更均匀。

    (3)最佳热处理工艺为：1050℃保温30min正火，770℃保温120min回火，可得到最佳的综合性能与组织状态。