[发明专利]测定厚壁P91钢管正火过程心部冷却速度的方法

说明书

本发明公开了一种测定厚壁P91钢管正火过程心部冷却速度的方法，先通过室温冲击试验得到P91钢在室温下的冲击吸收能量A与在室温下的正火冷却速v之间的数学关系，通过室温冲击试验测定正火态厚壁P91钢管心部在室温下的冲击吸收能量A₁，然后代入数学关系得到推导的厚壁P91钢管心部在室温下的正火冷却速度v₁。可以在正火热处理结束后获得P91钢管心部的正火冷却速度，可以对任意规格P91钢管的心部冷却速度进行检验，操作方便，实现了对P91管道生产环节的有效监督。

技术领域

本发明属于热处理领域，具体涉及一种测定厚壁P91钢管正火过程心部冷却速度的方法。

背景技术

P91钢是一种典型的马氏体耐热钢，被广泛应用于制造高参数电站的集箱、蒸汽管道等厚壁部件。P91钢管的热处理工艺包含正火热处理和回火热处理，在正火阶段，P91钢被加热至1000℃以上的温度，保温1小时以上，最后在空气中冷却至室温。随着机组参数的提高，P91管道的壁厚越来愈大，在工业化生产中，管道表面与空气充分接触，其冷却速度较快，而管道心部未能与空气接触，其冷却速度较慢。

较慢的正火冷却速度会降低回火态P91钢中的位错密度，降低其硬度和持久性能，更慢的正火冷却速度直接导致P91钢中块状铁素体的形成，大幅降低P91钢的硬度，缩短P91钢的持久寿命。因此正火冷却速度的快慢直接影响了P91钢管道的服役可靠性。

目前，测定冷却速度的方法为热电偶直接测量法，为测定厚壁P91管道心部位置的冷却速度，需要在厚壁P91管道表面钻孔，到达心部位置，然后埋入热电偶，在整个正火过程中通过热电偶测得P91管道心部的温度随时间的变化关系，从而测得其冷却速度。虽然该方法可以直接测定心部的正火冷却速度，但该方法在实际生产应用却受到限制，原因在于：1)如果在正火热处理前安装测温热电偶，热处理过程中管道被搬动，导致热电偶连接线被损坏，无法得到温度数据；2)如果在正火热处理后安装热电偶，此时管道温度较高，不易进行操作。

发明内容

本发明的目的是提供一种测定厚壁P91钢管正火过程心部冷却速度的方法，可以在正火热处理结束后获得P91钢管心部的正火冷却速度，可以对任意规格P91钢管的心部冷却速度进行检验，操作方便，实现了对P91管道生产环节的有效监督。

本发明所采用的技术方案是：

一种测定厚壁P91钢管正火过程心部冷却速度的方法，先通过室温冲击试验得到P91钢在室温下的冲击吸收能量A与在室温下的正火冷却速v之间的数学关系，通过室温冲击试验测定正火态厚壁P91钢管心部在室温下的冲击吸收能量A₁，然后代入数学关系得到推导的厚壁P91钢管心部在室温下的正火冷却速度v₁。

进一步地，正火冷却速度是从1060℃到200℃的冷却速度。

进一步地，P91钢在室温下的冲击吸收能量A与在室温下的正火冷却速v之间的数学关系v＝(A-6.33)/0.013。

进一步地，进行室温冲击试验时，试样的尺寸为10mm×10mm×55mm，具有V型缺口。

进一步地，测定正火态厚壁P91钢管心部在室温下的多组冲击吸收能量A₁，求得平均值后再代入数学关系中。

本发明的有益效果是：

本方法通过测定正火态厚壁P91钢管心部在室温下的冲击吸收能量A1推导厚壁P91钢管心部在室温下的正火冷却速度v₁，与常规的钻孔测温法相比，可以在正火热处理结束后获得P91钢管心部的正火冷却速度，可以对任意规格P91钢管的心部冷却速度进行检验，操作方便，实现了对P91管道生产环节的有效监督。

附图说明

图1为正火冷却速度为2000℃/h的P91钢中正火马氏体的扫描电镜图片。