火电机组用钢讲述研究

火电机组用钢讲述研究第1页/共64页1.锅炉部件用钢锅炉部件的工作条件高温：450℃→510℃→540℃→568℃→610℃→700℃（超超临界机组）高压：10MPa→(14～16)MPa(超高压)→(17～21)MPa(亚临界)→(24～27)MPa(超/超临界)高温氧化、高温腐蚀、热循环、长期运行

第2页/共64页1.1.锅筒（汽包）、汽水分离器（一）1.1.1对材料的要求高的高温强度：拉伸、疲劳高的抗汽水腐蚀能力良好的塑性和韧性良好的工艺性能：热、冷加工性能及焊接性能1.1.2汽包用材两类：碳钢或C-Mn钢系列：20g、22g以美国、日本为代表SA299、SB49低合金高强度钢：欧洲各国。如德国、法国、英国、前苏联等。BHW35（DIWA353/13MnNiMo54）、BHW38、19Mn5、19Mn6、16ГНМ、18MD4-05；国产：18MnMoNb1.1.3汽水分离器用材

P22，

P91，F12第3页/共64页1.2锅炉水冷壁管材料（一）

1.2.1对材料的要求高的高温强度：拉伸、蠕变、持久强度、持久塑性、疲劳高的抗氧化腐蚀性高的组织稳定性良好的工艺性能：热、冷加工性能及焊接性能第4页/共64页1.2.2材料的种类（见下表）钢号及技术条件类似钢号亚临界以下锅炉20G（GB5310）20K、22K（ΓOCT）；SB42、SB46、SB49（JIS）；HⅡ（DIN）；11474.1（ČSN）12CrMoG/15CrMoG（GB5310）超超临界锅炉T23（ASTM

A213）07Cr2MoW2VNbB（GB5310）超超临界锅炉T2408Cr2Mo1W2VTiB（GB5310）第5页/共64页

T23是日本住友公司开发的钢种，定名为HCM2S，在JIS标准中定名为STBA23；T24是欧洲V&M(VALLOUREC&MANNESMANN)开发的钢种。T/P23钢，通过添加1.6%的W、降低Mo含量（0.20%）与C含量（0.04～0.10%）、同时添加少量的V、Nb、N与B。控制含C量在0.1%以下以提高可焊性。最大淬火硬度控制在低于Hv350。该钢种卓越的持久强度源自用W代替部分Mo并添加少量B。固溶强化元素（W、Mo）和析出强化元素（V、Nb）的最佳值为1.6W-0.1Mo-0.25V-0.05Nb（wt.%）。T24钢。与T24相比，可见T23成分中主要是添加了W，降低了Mo含量，并添加少量的Nb；T24钢中无W元素，但Mo含量高于T23，且添加少量的Ti。经过正火和回火处理后，析出碳化铬、细小的钒及钴的碳氮化合物，提高蠕变性能。组织：回火贝氏体+马氏体组织第6页/共64页尽管试验表明T/P23在焊接过程中不用预热也不会出现冷裂纹，而国外的资料介绍，对于壁厚小于10mm的小径管，焊前可不预热，焊后可不进行热处理。但在工程实际中发现，T23有一定的冷裂纹倾向，在拘束应力较大的条件下，不预热则易出现冷裂纹；焊后不热处理，接头的强度和塑性可满足相关标准，但热影响区硬度偏高，冲击韧性低，经710～730回火，焊缝和热影响区的冲击韧性明显提高，所以目前工程中往往还是采用预热和焊后热处理。例如上海外高桥第三发电厂2×1000MW超超临界机组锅炉的T23钢制水冷壁光管和螺旋管（Φ38.1×6.78mm）在安装施工中，仍然采用焊接前150~200℃的预热，焊后立即后热缓冷处理，用火焰方式移动加热至200～300℃，保温10min。随后用石棉布等保温材料覆盖缓慢冷却至室温。经100%目视检查和100%MT后进行焊后.热处理。工程中出现了诸多的T23钢制水冷壁管焊缝开裂的案例，裂纹在鳍片、填块角焊缝及对接焊缝均发生。第7页/共64页工程中也出现了诸多的高温再热器进口集箱上T23接管的开裂，图9-2-26示出了一台运行70天的660MW超超临界锅炉高温再热器进口集箱上T23接管侧焊缝开裂形貌（集箱材料为12Cr1MoVG，规格Ø736.6×52mm），部分裂纹扩展引起蒸汽泄露。对开裂管的化学成分分析、硬度和金相组织检查表明：T23管的化学成分符合

ASMESA-213标准，焊缝热影响区的粗晶区中出现了马氏体组织，导致相应区域的硬度高达290HV，使得该区域脆性增大，在载荷作用下开裂。第8页/共64页T23钢管向火侧内壁的氧化与氧化层的剥落

资料[国华]对SG-1913/25.4-M950超临界压力直流锅炉T23制末级过热器和高温再热器管向火侧内壁的氧化与氧化层的剥落进行了研究，过热蒸汽出口压力/温度25.4MPa/571℃，再热蒸汽压力/温度为4.16MPa/569℃。结果表明：锅炉累计运行10874小时后T23钢末级过热器运行管的内壁氧化皮厚为0.12mm~0.26mm，脱落氧化皮厚度为0.09~0.12mm，且同一根管样不同位置内壁氧化层厚度存在较大差异（0.18mm~0.26mm）。T23钢末级过热器管内壁氧化皮脱落形式有大片状和椭圆状，氧化皮形成鼓包而脱落（图8-7）；焊接接头形状变化处的氧化皮易呈鳞片状脱落（图8-8）。。第9页/共64页1.3.锅炉过热器、再热器管材料1.3.1锅炉过热器、再热器管用钢

低合金耐热钢

T23、T24

12Cr2MoG、12Cr1MoVG、12Cr2MoWVTiB

9～12Cr%钢：T91、T92、T122

奥氏体不锈钢：

TP304H、TP347H

Super304、TP347HFG、HR3C（25Cr-20Ni-Nb-N）

第10页/共64页1.3.2新型奥氏体耐热不锈钢

电站锅炉用奥氏体耐热不锈钢主要为Cr18－Ni8型不锈钢，随着超临界、超超临界机组的发展，新的25Cr－20Ni型不锈钢开始应用，奥氏体耐热不锈钢的发展过程见下图第11页/共64页12目前锅炉过热器、再热器管奥氏体耐热钢有两大类：一类是以美国、日本为代表的Cr-Ni-Nb（Ti）系列，中国基本采用这一系列。目前超（超）临界锅炉最常用的为18%Cr-8%Ni系列的

07Cr19Ni10（TP304H）、

07Cr18Ni11Nb（TP347H）

08Cr18Ni11Nb（TP347HFG）

25％Cr-20%Ni系列的HR3C。另一类为欧洲采用的Cr-Ni-Mo系列。Cr-Ni-Nb（Ti）系列奥氏体耐热钢含碳量略高于Cr-Ni-Mo系列,较高的碳优先与铌（钛）形成碳化物，降低了碳与铬结合的程度，从而使钢基体中，特别是晶界保留较高的铬含量，提高钢的抗氧化腐蚀性。Cr-Ni-Mo添加钼到不锈钢中可增强不锈钢的钝化作用和耐蚀性，阻止点腐蚀倾向。但由于钼是形成铁素体元素，故为了使钢得到奥氏体组织，要相应的增加镍含量。另一方面，若含钼钢中碳含量较高，则在高温长期运行条件下，钢中易析出钼的碳化物，使钢的持久强度降低。所以对于含钼不锈钢要降低碳含量，增加镍含量。

ASME中的

TP316H

也属于Cr-Ni-Mo系列不锈钢第12页/共64页（1）SUPER304H

日本住友金属株式会社和三菱重工开发的钢种，目前已纳入日本MITI标准，美国ASMECodeCase2328已予确认。合金化特点性能特点抗氧化腐蚀性能焊接性能第13页/共64页14SUPER304H为日本住友金属株式会社的专利牌号。日本标准牌号为“火SUS304J1HTB”。ASMESA-213M标准（2008补遗），UNS号为S30432。钢厂管坯来源高温软化设备固溶热处理炉喷丸设备试验研究情况鉴定情况能力分析太钢太钢自炼暂无，正拟建5台，最高温度1250℃无、外委在哈锅试验---暂不具备生产能力华新台湾盐水、宝特、太钢连续炉1台，最高温度1280℃4台，最高温度1280℃暂无、拟建或外委在哈锅、东锅试验，已通过鉴定具备生产能力宜兴宝特、太钢台车炉一台，最高温度1300℃1台，最高温度1250℃有在哈锅、东锅试验已通过鉴定具备生产能力武进宝特、太钢台车炉、电炉各一台，最高温度1300℃4台，最高温度1250℃暂无、拟建或外委在东锅试验，合格已通过鉴定具备生产能力长钢自炼台车炉一台，最高温度1300℃3台，最高温度1180℃；另拟建1台最高温度1250℃无正在东锅试验---具备生产能力宝特自炼连铸坯用固溶热处理炉，最高温度1200℃1台，最高温度1200℃无，外委在上锅试验已通过鉴定暂不具备生产能力天管太钢暂无1台，最高温度1200℃无、外委尚未试验---不具备生产能力久立太钢或宝特采用热挤压代替高温软化处理1台，最高温度1250℃;另拟建1台1250℃无、外委在哈锅、上锅试验已通过鉴定具备生产能力第14页/共64页（2）TP347FG

Sumitomo公司开发出了一种细晶粒TP347FG不锈钢管，作为18－8型不锈钢的最佳改良钢种，TP347FG比其它18-8型不锈钢更适合于作为蒸汽温度为565℃～620℃的超超临界末级过热器和末级再热器候选材料使用TP347HFG的标准化和化学成分TP347HFG的研发背景和制造工艺TP347HFG主要性能介绍及强化方式第15页/共64页（3）HR3C（Cr25-Ni20系列）

日本住友金属开发到新钢种，美国ASMECodeCase2115已予确认。合金化特点性能特点抗氧化腐蚀性能焊接性能第16页/共64页1.4.主（再热）蒸汽管道、高温联箱1.4.1对材料的要求高的高温强度：拉伸、蠕变、持久强度、持久塑性、疲劳高的抗氧化腐蚀性高的组织稳定性良好的工艺性能：热、冷加工性能及焊接性能1.4.2材料的种类主/再热蒸汽管道、高温联箱和高温过热器/再热器管材基本可分两大类(1)低合金耐热钢：（主要用于高温高压机组）12MoCr、15MoCr、10CrMo910（2.25Cr-1Mo）、12Cr1MoV、12Cr2MoWVTiB、15Cr1Mo1V第17页/共64页(2)马氏体耐热钢：（9～12）％Cr系列（主要用于超临界、超超临界机组）

●9Cr1-Mo系列T91／P91T92/P92（NF616，日本）E911（COST“B”，欧洲）●12Cr系列X20CrMoV121（F12）第一代12Cr钢X20CrMoWV121（F11）12Cr1Mo1WVNb（HCM12）第二代12Cr钢HCM12A（T／P122）12Cr0.5Mo1.8WVNb(TB12)第三代12Cr钢11CrWVNbCoBN(NF12)11CrWCoVNbTaNdN(SAVE12)第四代12Cr钢第18页/共64页(2)马氏体耐热钢：（9～12）％Cr系列（主要用于超临界、超超临界机组）

●9Cr1-Mo系列T91／P91T92/P92（NF616，日本）E911（COST“B”，欧洲）●12Cr系列X20CrMoV121（F12）第一代12Cr钢X20CrMoWV121（F11）12Cr1Mo1WVNb（HCM12）第二代12Cr钢HCM12A（T／P122）12Cr0.5Mo1.8WVNb(TB12)第三代12Cr钢11CrWVNbCoBN(NF12)11CrWCoVNbTaNdN(SAVE12)第四代12Cr钢第19页/共64页1.4.3马氏体耐热钢常用材料的牌号钢号及技术条件类似钢号X20CrMoV121（F12）HT9（SANDVIK）；X20CrMoWV121（DIN）1X12B2MΦ、2X12MΦBP（ГOCT）1Cr9Mo1T9、P9（ASME）；STBA26、STPA26(JIS)；X12CrMo91(德国)；HT7（SANDVIK）1Cr9Mo2（HCM9M）日本三菱重工和住友株式会社研制1Mn17Cr7Mo-VNbBZr（17-7MoV）（T91、P91）／10Cr9Mo1VNb（GB5310）X10CrMoVNb91（DIN17175）；TUZ10CDVNb09.01（NFA-49213）T92/P92（ASME、ASTM）NF616（日本）E911（COST“B”）欧洲HCM12A（T／P122日本三菱重工和住友株式会社研制第20页/共64页21

超(超)临界机组用钢的合金化原理

●降低钢中C含量，一方面保证钢的强度，另一方面增强了钢的组织稳定性；●高的Cr量和少量Al的加入，大大的提高了钢的抗氧化性和抗腐蚀能力；●Cr、Mo、W、Mn元素的加入起到了固溶强化的作用，保证了钢的基体强度，同时，Mo元素的加入提高了钢的再结晶温度，延缓了高温运行下马氏体的分解；●添加少量的N使钢的第二相增加，不仅有碳化物，还有氮化物等；●V及强碳化物元素Nb的加入，在钢中形成复合碳化物Nb（C、N），细小粒子对钢的基体产生了沉淀强化效应，同时提高了钢在高温服役条件下的组织稳定性；●低的P、S含量提高了钢的品质，同时也使晶界得到了净化，提高了晶界强度。第21页/共64页1.4.3.1T/P91钢介绍9Cr－1Mo钢的发展历程T／P91钢的合金化特点T／P91钢的热处理及微观组织特点（晶粒度≥4级）T91／P91钢的力学性能P91钢焊接接头特性

a)冲击韧性：焊缝＜熔合线区＜热影响区。

b)冲击韧性与硬度的关系

c)硬度与断裂韧性的关系

d)提高焊缝韧性的措施第22页/共64页1.4.3.2

T/P92钢介绍T/P92钢的纳标T／P92钢的合金化特点T／P92钢的热处理及微观组织特点T／P92钢的力学性能P92钢焊接接头特性T／P92钢的抗氧化和抗腐蚀性能第23页/共64页241.4.3.3

P91/P92钢中易出现的问题（1）P91/P92钢和焊缝的硬度工程中经常发现P91/P92钢管局部硬度偏低。例如，某电厂一根P92钢管，大部分区域硬度为200HB，但在轴向1400mm、周向约1/3周的区域，硬度仅为165HB，最低的150HB左右。某电厂3号炉P92钢制末级过热器出口管道母材硬度在HB140～HB174之间。DL438/T-2009“火力发电厂金属技术监督规程”中规定：9-12%Cr钢母材硬度为180-250HB；焊缝硬度为180-270HB。。第24页/共64页ASME关于9-12%Cr钢的监督第25页/共64页ASME关于9-12%Cr钢的监督第26页/共64页第27页/共64页ASTM

A213/335

-2010中规定：T/P91的硬度范围190-250HB第28页/共64页29（2）P91/P92钢及焊缝的异常金相组织第29页/共64页30（2）P91/P92钢及焊缝的异常金相组织

P92钢中的δ－铁素体P92钢中的可逆铁素体P92钢中的可逆铁素体P91钢中的铁素体+第二相（140HB）第30页/共64页31（2）P91/P92钢及焊缝的异常金相组织P91钢焊缝的晶界网状组织

T91钢管上随意点焊导致的开裂T91焊缝金属中存在线状黑色影线，黑色影线的分布基本均在焊道重叠的位置，即上一道或上几道对下一道发生热影响的位置第31页/共64页试验结果表明，这种黑色阴影线对接头的室温性能无不利影响。

对P91焊缝金属中线状黑色影线的成因，认为与焊接溶池中最后凝固的溶液富含Cr（Mo）有关。焊接过程中铬与碳结合成铬的碳化物，在焊后热处理过程中促进该区域富Cr（Mo）的碳化物析出，导致富Cr区碳化物的数量多于其他区域。碳化物与基体对腐蚀溶液的耐腐蚀性不一致,从而在金相检验中出现黑色阴影线。第32页/共64页339～12Cr钢焊缝金相组织

模拟正常焊接试样焊缝、HAZ和母材的硬度处于正常范围；弯曲合格；冲击功低于有关标准和各国有关公司对T/P91焊缝冲击功的要求，但高于母材的横向指标、低于纵向指标。超规范焊接接试样为堆焊试样，无法取样进行拉伸、弯曲试验，故只进行了冲击和硬度试验。黑色阴影线与黑色阴影线外的硬度正常，且差异很小，冲击功反而高于模拟正常焊接试样。

第33页/共64页34(3)T91钢管内壁腐蚀

2028t/h“W”型亚临界自然循环汽包炉，高温再热器T91管(Φ57×4.5)内壁严重腐蚀。1号机组于2008年9月30日通过168小时，至2008年10月6日停机；2009年2月16日再次启动，因高温再热器管发生爆漏于2009年2月20日再次停机。第34页/共64页35能谱分析结果表明：发生腐蚀的部位腐蚀产物中均不同程度的含有Na、Ca、Cu、Mg等外来元素，从表层到内层逐渐降低，腐蚀严重的部位这些元素含量比腐蚀轻的部位明显多，这表明腐蚀程度与外来元素有关。由此推断，表面污物越多，腐蚀越严重，没有污物的区域腐蚀很轻，表明管子内表面脏污程度决定了腐蚀程度。第35页/共64页36原因：安装前管子内壁粘有不同程度的污物，安装后，管子内的污物大部分沉降到U型管的下弯头处和水平段，受污染的管子没有得到及时处理和保养，遇到环境潮湿或积水且有氧气的存在，从而产生了沉积物下腐蚀。垂直管段由于表面不易沉积污物，腐蚀也较轻。水压试验结束后，因安装需要试验用水被放掉，但高再管内的水不可能完全放尽，这就会在U型管下部产生不同程度的积水。锅炉放水时，由于排气门打开，空气进入管子内部，空气中含有CO2，CO2会使水的pH下降，而水中的氨还会不断地向气空间中挥发，再加上污物的影响，因此本来碱性的水可能会变为中性或弱酸性水，水的腐蚀性就会变强。综上所述：#1机组锅炉高再T91管腐蚀的主要原因是沉积物下腐蚀，发生时间在锅炉吹管以前。第36页/共64页37试验

将表面打磨干净的管样放入500mg/L氨水+200mg/L联氨的除盐水中，瓶口密封或将瓶口塞子松开，漏出小的缝隙，6个月未见明显腐蚀第37页/共64页38在上述试验溶液中加入少量铁锈，铁锈自然沉降后落在了光亮的试样表面，14天后表面落有铁锈的部位发生明显腐蚀；表面没有沾污的部位仍然没有腐蚀。第38页/共64页39将表面打磨处理干净的管样放入500mg/L氨水+200mg/L联氨的除盐水中，管样一半在水中一半在液面外，在管样的中间部位撒一些土，瓶口盖一块表面皿，6个月后表面撒土的部位明显锈蚀，其它部位腐蚀轻微。第39页/共64页40P91运行7.5万小时后内壁形貌,深度约2mm第40页/共64页1.4.3.4E911钢介绍E911钢的合金化特点E911钢的热处理及微观组织特点E911钢的力学性能E911钢焊接接头特性

第41页/共64页1.4.3.5

P122钢（HCM12A）介绍P122钢合金化特点P122钢的热处理及微观组织特点P122钢的力学性能P122钢焊接特性P122钢的抗氧化和抗腐蚀性能第42页/共64页T122——20世纪90年代，日本住友金属株式会社(SumitomoMetallnd．Ltd．)在传统的12%Cr钢的基础上，开发了具有更高热强性和耐蚀性的HCMl2A钢，当时的试验数据表明，HCMl2A钢的抗高温氧化性、耐蚀性及热强性优于9Cr钢，许用应力是T/P91的1.3倍，但略低于T/P92。HCMl2A在METI（日本通产经济省）的热力设备技术基准规范中的牌号为SUS410J3TB，Cr含量为（10.00~12.50）%，不区分微观金相组织为单相（回火马氏体）还是双相（回火马氏体+δ-铁素体）。2002，METI将HCMl2A区分为两个钢号：单相马氏体的SUS410J3TB，Cr含量为（10.00~11.50）%；双相的SUS410J3DTB，Cr含量为（11.50~12.50）%，因Cr含量较高，所以微观组织为回火马氏体+δ-铁素体。HCMl2A于1997年在ASME登记备案，编号为CodeCase2180-1。2004年纳入ASMESA213和SA335规范，定名为T/P122；在ASMESA182中将其定名为F122。43第43页/共64页1.5主给水管道用钢

WB36该钢在欧洲的EN10216-2中的牌号为15NiCuMoNb5-6-4，在德国VdTUV中为15NiCuMoNb5，在ASMESA335-08中为P36，在ASMESA182-08中为F36，在我国GB5310-2008中为15Ni1MnMoNbCu，瓦卢瑞克•曼内斯曼钢管公司（VOLLOREC＆MANNESMANN，简写V&M）定名为WB36第44页/共64页WB36是一种在C(最大0.18％)-Mn(1％)钢的基础上添加Ni(1.1％)、Cu(O.7％)、Mo(O.3％)和微量Nb进行合金化的贝氏体钢。Ni、Cu、Mo和微量Nb的添加，使钢的强度、特别是450℃左右的强度大大提高，微量的Nb可使钢的晶粒细化，Cu的添加可增加钢的抗腐蚀性但会对导致钢的红脆性，为了避免在热成型过程中的脆性，将Cu/Ni比控制在1.2左右。

第45页/共64页WB36钢在正火＋回火下使用。WB36钢回火后得到贝氏体+铁素体组织，一般的贝氏体含量在40%-60%之间。硬度与强度第46页/共64页47硬度异常

钢管规格OD559×60㎜钢管材质15NiCuMoNb5-6-4编号硬度值平均值编号硬度值平均值编号硬度值平均值A1267.277.259267B1312.312.306310C1289.291.292290A2266.267.267266B2315.315.306312C2308.304.310307A3259.263.271264B3318.329.332326C3327.323.323324第47页/共64页

拉伸试验结果（轴向）试样编号位置Rp0.2(MPa)Rm(MPa)A(%)Z(%)冲击值KV2(J)硬度，HBZS1外层74584518.069.5184.4276.8ZS2中层69081019.568.0163.9259.8ZS3内层82090517.568.0163.9291.0ZX1外层76586519.068.0153.8291ZX2中层68080518.567.0126257.2ZX3内层69080518.066.5140.9256.4DS1外层71081522.571.0195.9274.4DS2中层67078021.570.5200.4256.4DS3内层68577521.071.0216.5269DX1外层76086021.568.5178.6283.2DX2中层70082020.568.0167.2264.2DX3内层72081520.070.5203.1269EN10216≥440610-780≥19（轴）≥40（轴）第48页/共64页1.6.锅炉受热面固定件和吹灰器用钢（1）服役条件高温：600℃～900℃；高温氧化、高温腐蚀、热循环、长期运行（2）对材料的要求高的高温强度：拉伸、疲劳高的抗氧化、腐蚀能力良好的疲劳性能良好的工艺性能：热、冷加工性能及焊接性能

第49页/共64页（3）常用材料的牌号锅炉受热面固定件和吹灰器常用钢的牌号见下表。钢号及技术条件类似钢号1Cr5Mo（GB/T1221）15X5M（ГОСТ20072-74）；502(ASTM、AISI)12CrMo195（W-Nr1.7362）；STBA25（JISG3462）1Cr6Si2MoX6CM（ГОСТ5632-61）4Cr9Si2（GB/T1221）SUHI（JISG4311-1988）、40X9C2（ГОСТ5632-71）；Z45CS9（NFA35）1Cr25TiSUH446（JISG4312-1984）；15X25T（ГОСТ5632-72）1Cr20Ni14Si2、1Cr25Ni20Si2（GB/T1221）X20CrNiSi2012（W-Nr1.4828）；20X20H14C2（ГОСТ5632-72）3Cr18Mn12Si2N（GB/T1221）2Cr20Mn9Ni2Si2N（GB/T1221）2Mn18A15SiMoTi第50页/共64页1.7.锅炉铸钢件用钢（1）对材料的要求良好的浇注性能高温下长期服役的铸件，应有较高的持久强度、疲劳强度和组织稳定性。良好的抗氧化性（2）常用的材料锅炉铸钢件常用牌号见下表钢号及技术条件类似钢号ZG20CrMo（JB/T9625）20XMЛ（ГОСТ）ZG20CrMoV（JB/T9625）20XMФЛ（ГОСТ）ZG15Cr1MoA356、A217(ASTM)ZG15Cr1Mo1V（JB/T9625）15X1M1ФЛ（ГОСТ）ZG12Cr2Mo1A356、A217(ASTM)第51页/共64页2.汽轮机/发电机用钢2.1汽轮机/发电机用钢汽轮机转子

30Cr2MoV30Cr1Mo1V发电机转子30Cr2Ni4MoV26Cr2Ni4MoV

第52页/共64页532.2超超临界机组汽轮机高中压转子、汽缸和主汽/再热阀门材料超超临界汽轮机高/中压转子材料为含10%Cr和(0.6～1.0％)W的高合金钢。西门子公司材料牌号有X12CrMoWVNbN10-1-1和日本采用的牌号TMK-1、TMK-2、KT5916、K11E89A铸钢GX12CrMoWVNbN10-1-1。钢号CMnPSSiCrMoVWNbNNiAlX12CrMoWVNbN0.11～0.130.40～0.50≤0.012≤0.005≤0.1210.2～10.61.00～1.100.15～0.250.95～1.050.04～0.060.045～0.0600.70～0.80≤0.010第53页/共64页54X12CrMoWVNbN10-1-1转子锻件通常要经进行预备热处理和性能热处理。性能热处理要进行两次回火，第二次回火温度不得低于700℃。回火保温时间及冷却速度的控制要保证转子的残余应力最低，转子表面任意一点的残余应力不应超过60MPa。牌号Rm（MPa）Rp0.2（MPa）A（%）Z(%)Akv（J）X12CrMoWVNbN≤1000700-800≥13≥40≥30第54页/共64页3.600℃以上机组材料

600℃以上机组指的是主蒸汽温度约为620℃（1）汽轮机、主蒸汽、再热蒸汽管道等高温部件材料还是9-12%Cr系列，添加W、Co等元素，例如，汽轮机转子材料

9-12%CrWCo，12CrMoWVNbN，FB2汽缸/壳体(阀门、汽室、喷嘴室）材料

9-10%Cr（W），12CrW（Co），CrMoWVNbN欧洲COST522计划30.0MPa/620℃/650℃日本30.0MPa/630℃/630℃韩国26.0MPa/610℃/621℃第55页/共64页3.600℃以上机组材料（2）汽轮机、主蒸汽、再热蒸汽管道等高温部件材料还是9-12%Cr系列，添加W、Co等元素，例如，汽轮机转子材料

9-12%CrWCo，12CrMoWVNbN，FB2汽缸/壳体(阀门、汽室、喷嘴室）材料

9-10%Cr（W），12CrW（Co），CrMoWVNbN第56页/共64页3.600℃以上机组材料（3）锅炉高温受热面管

XA704，TEMPALOYAA-1（S30434），NF709R，TEMPALOYA-3等钢种CSiMnPSCrNiTiNBNbCuXA704≤0.05≤1.00≤2.00≤0.04≤0.0317.0-20.08.00-11.0V：0.20-0.500.10-0.25---0.25-0.50W：1.50-2.60TEMPALOYAA-1（S30434）0.07-0.14≤1.00≤2.00≤0.040≤0.01017.5-19.59.0-12.00.10-0.25---0.0010-0.0040Nb+Ta：

0.10-0.402.50-3.50NF709R≤0.10≤1.00≤1.50≤0.03≤0.0319.5-23.023.0-26.0≤0.200.10-0.250.002-0.0100.10-0.40Mo：1.0-2.0TEMPALOYA-30.03-0.10≤1.00≤2.00≤0.040≤0.03021.0-23.014.5-16.5---0.10-0.200.001-0.0050.50-0.80---第57页/共64页4