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P91耐熱鋼（化學成分）鋼中非金屬夾雜物研究
1. 前言
????? P91材料是一種中合金鐵素體型耐熱鋼，是電站高壓鍋爐用鋼管的理想材料，現(xiàn)廣泛應(yīng)用于亞臨界和超臨界火力發(fā)電機組的主蒸汽管道和高溫再熱蒸汽管道上[1]-[4]。 通常,較大規(guī)格的P91鋼管生產(chǎn)時，采用鋼錠的錠型也較大，錠型愈大也會導(dǎo)致鋼錠中的成分偏析和組織偏析程度也越大，尤其是在成品管坯接近鋼錠尾部處，存在非金屬夾雜物分布不均勻和夾雜物呈聚集現(xiàn)象，致使成品管坯探傷不合格，收得率大大降低。
?????為了降低P91大管坯的非金屬夾雜物，提高管坯的成品探傷合格率，對P91管坯鋼中非金屬夾雜物類型、分布及其產(chǎn)生的原因分析研究是非常有實際意義的。
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2. 試樣制備和試驗方法
????本研究的P91大管坯采用13.5t八角錠，經(jīng)快鍛制成φ480成品管坯。按φ5.0平底孔進行超聲波探傷,發(fā)現(xiàn)管坯在接近鋼錠尾部處鋼中非金屬夾雜物分布不均勻及呈聚集狀態(tài)(中心φ100范圍內(nèi))，在其對應(yīng)部位定位取樣，截取厚度20mm的試樣塊，在試樣塊中心處切割成190×150mm試樣，采用金相顯微鏡（Axioplan 2型顯微鏡）觀察法和掃描電子顯微鏡（S-570掃描電鏡）法進行觀察分析[5]。對低倍試樣進行酸浸試驗,在低倍試樣中存在夾雜物聚集處截取金相試樣，進行高倍金相觀察，分析夾雜物的尺寸、形狀、分布狀態(tài)和夾雜類型。通過掃描電鏡對試樣表面觀察夾雜物分布和形態(tài)，再用電子探針（RDAX/TST phoenix）對夾雜物進行顯微成分分析，確定其組成和含量。本試驗材料的化學成分見表1。
表1 試驗材料的化學成分（wt,%）
| 試樣編號 |
C |
Mn |
Si |
P |
S |
Ni |
Cr |
Mo |
Cu |
Nb |
V |
Al |
N |
| 1# |
0.090 |
0.46 |
0.32 |
0.009 |
0.006 |
0.24 |
8.55 |
0.91 |
0.11 |
0.08 |
0.20 |
0.009 |
0.042 |
| 2# |
0.090 |
0.47 |
0.30 |
0.012 |
0.006 |
0.26 |
8.21 |
0.92 |
0.13 |
0.07 |
0.21 |
0.004 |
0.042 |
3.?結(jié)論
3.1 P91管坯生產(chǎn)使用鋼錠增大，管坯中的鋼中非金屬夾雜物含量也將增多，尤其是在接近鋼錠尾部處的鋼中非金屬夾雜物分布不均勻越顯著，甚至呈聚集狀態(tài)。
3.2 P91管坯中的鋼中非金屬夾雜物主要由CaO-SiO2-Al2O3 等復(fù)合夾雜物組成，且夾雜物顆粒尺寸較大。Al2O3夾雜物約占復(fù)合夾雜物36.55%～40.7%；SiO2占27.06%～28%；CaO占21.78%～26.4%。
3.3 通過冶煉工藝的改進和澆注工藝的調(diào)整，P91管坯中的鋼中非金屬夾雜物是可以得到減輕和改善的。