科技动态

<正>添加高B的9Cr耐热钢持久蠕变强度的提高降低对环境的影响、提高火力发电效率,已成为重要的课题。日本和欧洲正在大力开展火力发电站用铁素体系耐热钢的研发。日本物质与材料研究机构(NIMS)从1997年就开始对在650℃、35 MPa蒸汽条件下厚壁构造材可能适用的铁素体系耐热钢进行了研究,不仅提出了蠕变强度目标值(在650℃×10 h5条件下的断裂强度为100 MPa),而且也提出了有关耐腐蚀性和增强焊接接头强度等方面的材料设计原则,明确了650℃级9Cr耐热钢的设计原则并得到大规模的推广应用。     

文摘

980519金相组织长时间稳定的高强度铁素体耐热钢设计指南（650℃级USC锅炉用铁素体耐热钢的研究开发-1）［刊，日」／阿部富士雄…/材料-1997，10（6）为提供650℃，350大气压超超临界压发电设备（USC）主蒸汽管用大直径厚壁铜管，日本金材技研构造材料中心进行了开发高Cr铁素体耐热钢的研究。该中心把材料的长时间蠕变断裂强度、抗氧化特性等的研究结果作为设计耐热钢的指南。设计成分时，既要考虑高温强度又要重视抗氧化性能。采用高Cr高St虽然有效，但要防止因生成δ铁素体和粗大碳化物而使材料的蠕变强度降低。设计将Cr含量分为Cr…     

在593℃高温蒸汽中工作的新的12Cr 钢转子

过去认为12Cr 钢转子能够承受的蒸汽温度上限是566℃,但是,现代先进的大功率汽轮机设计要求把蒸汽温度上限提高。提高现有的12Cr 钢转子蠕变断裂强度的关键因素,是把“当量钼含量”调整到最佳值,在不含钨的情况下,这个最佳值是1.5%。日本电力开发公司的若松电站高温汽轮机高中压转子在593/593℃蒸汽中工作,已采用电渣重熔钢制造出来,其成分(%)为:C0.14、Si0.08、Mn0.51、P0.013、S0.001、Ni0.60、Cr10.23、Mo1.48、V0.17、Nb0.056、N0.045、A10.002。转子的最后加工重量为11t。它的热处理后的蠕变断裂强度为122MPa(593℃和10~5h)。本文报道了这种材料的设计原理及其在若松转子锻件上达到的实际成就,涉及在1000MW 级先进的汽轮机转子上的预期的工作情况。     

科技动态

火力发电锅炉用耐热钢管的开发据日刊报道,日本住友金属工业公司开发出火力发电锅炉用碳素钢管、2.25CrMo钢管、5~9Cr钢管和12Cr铁素体钢管。碳素钢管成分选择低C钢;2%Cr钢的改善焊接性能也采取降低C含量,添加B元素增强韧性,添加W、V、Nb、B等提高蠕变强度。其次,关于奥氏体系耐热管多使用18-8型奥氏体不锈钢和高Cr奥氏体不锈钢(22~25Cr)。火力发电将向提高效率和降低CO2排放量的方向发展,火力发电锅炉用钢管受氯化物和硫酸盐熔化盐腐蚀等,其研究方向是提高钢管的耐高温强度、高温蠕变断裂强度、耐蚀性、加工性和焊接性能等。(张朝生…     

改进型9Cr-1Mo钢长时间使用后的性能变化

据日刊报道．高Cr铁素体耐热钢的蠕变变形机制随应力而改变。九岛先生等发现，对9Cr-1Mo钢而言，该应力大致为其屈服强度的1／2．而超临界压锅炉材料的工作应力远小于其屈服强度的1／2。为了解这类材料长时间使用后的性能变化．日本石川岛播磨重工公司用在590℃下使用了8万h的改进型9Cr-1Mo钢板．进行高温拉伸和蠕变试验。拉伸和蠕变试验温度均为873K，     

文摘

980311锅炉用高强度9CrW钢管及锻造件（NF616）的开刊，日］大神正浩…／／新日铁技报－1997；49～57张朝生为提高火力发电效率，需把锅炉蒸汽条件从超临界压力提高到超超临界压力。在超临界压力下一般使用SUS304奥氏体不锈钢管。由于在600℃以上时，奥氏体不锈钢热膨胀系数大，导热性能差，因此，新日本制铁公司在开发出9Cr1Mo钢的基础上又研制出9CrW钢管（NF616），现已生产出中小直径锅炉管，大直径锻造厚壁铜管（Φ318～584mm×150～200mm）。大直径锻造厚壁钢管采用淬火（1050～1100℃）＋回火（760～780℃）热处理。将热处理…     

10Cr9Mo1VNb材料MAG焊

10Cr9Mo1VNb是一种改进型9Cr-1 Mo钢,美国牌号为T91钢(下文简称T91).T91是超临界压力火力发电机组的理想用材.它具有热膨胀系数低,导热性好的优点,并有较好的抗氧化性能、高温持久强度、高温抗蠕变性能.焊接性能和工艺性能良好,对应力腐蚀开裂不敏感,并且生产成本较低.[1-3]     

超超临界压汽轮机用12Cr基耐热铸钢的开发

为了提高火力发电设备的效率,日本铸锻钢公司和三菱重工业公司成功地开发了高温强度与焊接性能都很好的12Cr基耐热铸钢,并已用于制造大型汽轮机缸体.该钢成分为低C的9.5～10.5%Cr-M0-V-Nb-N系.在550℃时,该钢的高温抗拉强度比2?Cr-1Mo钢高1.4～1.7倍;在550℃×10~5h的条件下,该钢的蠕变断裂强度比2?Cr-1Mo钢高1.8～2.5倍.该钢的焊接性能也较好,各项参数都充分满足性能要求.用该钢制造的模拟件基本上没有表面及内部缺陷.本文详细介绍了这种钢的研制过程以及性能试验和产品制造情况.     

10Cr9Mo1VNb钢TLP接头高温力学性能

10Cr9Mo1VNb钢管多用于高温环境,采用TLP焊接10Cr9Mo1VNb钢,分别在650℃、680℃保温500h,分析了不同保温温度下10Cr9Mo1VNb钢管TLP焊接头的显微组织和力学性能.试验结果表明:当保温温度为650℃时,TLP焊接接头的力学性能略下降,晶粒增大,晶间出现了少量碳化物聚集.得出M23C6碳化物是10Cr9Mo1VNb钢管TLP焊接头保持高温力学性能稳定性的重要因素;但当保温温度达到680℃,碳化物的积聚程度增加,Cr、Mo在a-Fe中的扩散能力有所增加,微量Cr、Mo迁移到碳化物中,导致固溶强化减弱,接头高温力学性能稳定性下降.     

高温时效对超超临界锅炉用HR3C钢接头微观结构及力学性能的影响

利用高温蠕变持久试验机,对超超临界(USC)机组锅炉用HR3C钢接头设计进行650℃,54.6 MPa.1000 h 的高温加载时效试验,对比分析了未时效与时效的 HR3C 钢接头微观结构和力学性能特征,结果表明,HR3C 钢接头母材区和焊缝区高温加载时效后脆化显著,焊缝区冲击韧性仅剩20kj/cm2,断裂几乎呈完全脆...     

日本开发先进火力发电设备用高性能锻钢转子

在日本火力发电设备迅速向大容量发展。近年来 ,考虑环境保护和地球资源利用 ,开发了超超临界压 (USC)和复合循环 (CC)发电技术。这样对汽轮机转子用材料要求更高。为了满足这种要求 ,日本制钢所研究和开发出锻钢转子。USC发电蒸气温度从 5 93℃提高到 6 5 0℃ ,转子材料以前是用 1 2CrMoVNb钢 ,为提高蠕变强度 ,在此基础上添加W、Co、B元素 ,但B添加1 0 0 μg/g时 ,热加工性能和焊接性能都变差 ,要求改进。此外 ,CC设备用汽轮机采取高低压一体型 (HLP) ,要求转子具有高强度和中心部位高韧性。如此又进行了综合性研究 ,在转子低温…     

大口径P92钢高压锅炉管的检验

介绍了准Ф610 mm×102 mm的P92钢高压锅炉管研制开发过程及性能检验。结果表明:P92钢管的化学成分、金相组织、夹杂物、晶粒度、室温力学性能和高温短时拉伸性能均满足ASME SA335M标准和GB5310标准的要求。采用高温持久试验及最小二乘法外推出在625℃历时1×105 h的P92钢管持久强度为99.6 MPa,高于EN、ECCC(欧盟持久与蠕变委员会)和GB5310的要求。     

超超临界机组用T92无缝钢管的研制开发

根据ASME SA 213/SA 213M—2013标准和GB 5310—2008标准要求,分析T92无缝钢管的化学成分、室温力学性能、高温力学性能、持久强度和金相组织等。试验结果表明:T92无缝钢管的各项性能指标均满足相关标准要求;T92无缝钢管在625℃的1×105 h持久强度外推值为89.8 MPa(标准值为87.5 MPa),在650℃的1×105 h持久强度外推值为67.2 MPa(标准值为61.0 MPa),均高于GB 5310—2008标准对10Cr9Mo W2VNb BN的要求。     

10Cr9Mo1VNbN/12Cr1MoV异种钢焊接接头的蠕变损伤及界面失效

针对马氏体耐热钢 10Cr9Mo1VNbN和珠光体耐热钢 12Cr1MoV ,采用TGS -9cb、H10Cr5Mo、TR31三种焊丝形成高、中、低匹配焊接接头 ,利用脉冲电流氩弧焊、高温加速模拟工况、力学性能试验及电子显微分析 ,研究了 10Cr9Mo1VNbN/ 12Cr1MoV异种钢焊接接头的力学性能、高温强度、界面蠕变损伤及失效特征。试验结果表明 ,焊前预热 2 5 0℃ ,焊后回火 75 0℃× 1h ,加速模拟运行 5 0 0h后 ,高匹配和中匹配接头的力学性能劣化明显 ,界面蠕变损伤及失效倾向较大 ;而低匹配接头的力学性能优于高匹配和中匹配接头 ,界面蠕变损伤较轻 ,失效倾向较小。因此 ,选用TR31焊丝作为10Cr9Mo1VNbN/ 12Cr1MoV异种钢焊接接头的填充材料较为合适。     

直缝电阻焊石油套管用高强度钢的开发

在2150热连轧生产线上对10.03 mm厚电阻焊石油套管用高强钢进行了研制。成分设计采用中低碳加少量Cr元素,提高淬透性;采用纯净钢冶炼、170 mm板坯连铸和轻压下工艺进行了试制。最终实物的夹杂物水平低于1.0级。热轧态卷板的屈服强度为380～450 MPa,抗拉强度为600～630 MPa;制管后钢管屈服强度升高较大,屈服强度达到480～520 MPa,抗拉强度达到600～650 MPa;钢管高温淬火后400～430℃回火,屈服强度达到850～880 MPa,抗拉强度950～980 MPa,满足API SPEC 5CT标准中规定的P110钢级;钢管高温淬火后550～590℃回火,屈服强度达到600～620 MPa,抗拉强度达到680～700 MPa,满足API SPEC 5CT标准中规定的L80钢级。     

天津钢管集团股份有限公司超超临界电站用P92无缝钢管首次实现国内供货

<正>2015年5月,天津钢管集团股份有限公司超超临界机组用Ф406.4 mm×42 mm规格P92无缝钢管成功实现国内首次供货,进一步拓宽了该公司电站行业用无缝钢管的品种范围。P92钢是目前高温性能最为优异的铁素体耐热钢钢种之一,具有优异的高温组织稳定性和持久强度,在600℃的高温持久强度比P91钢约高30%。P92无缝钢管广泛应用于超超临界火力发电机组主蒸汽管道、再热器管道及集箱等高温构件。使     

1Cr12Ni3MoVN钢TIG焊接接头的组织与高温性能

1Cr12Ni3Mo VN(S/SJ2)钢是一种含有12%Cr的低碳马氏体不锈钢,在航空发动机中广泛使用。本文对1Cr12Ni3Mo VN钢板材TIG焊接试样进行了高温瞬时拉伸试验、高温持久拉伸试验以及组织分析,研究了焊接接头的显微组织和高温性能。结果表明:拉伸试验时断裂均发生在热影响区的回火区。用TIG焊接1Cr12Ni3Mo VN钢能获得高温性能良好的焊接接头,其焊接接头的高温抗拉强度为766.7 MPa,与母材相当。高温持久拉伸时焊接接头在500℃、负载400 MPa条件下,蠕变寿命为240.71 h,与1Cr12Ni3Mo VN钢母材在同等条件下的蠕变寿命248.56 h相当。母材与焊接接头高温瞬时拉伸试样、高温持久拉伸试样的断口形貌均为浅韧窝形。室温下母材组织为具有良好综合力学性能的回火索氏体,焊缝组织为铸态的板条马氏体。高温瞬时拉伸及高温持久拉伸后焊缝马氏体组织明显长大,但随高温时间的变长组织长大趋缓,其长大程度变化不明显。     

Ni含量对12％Cr—Mo—V—Nb鋼組織和高溫性能的影响

把12％Cr—Mo—V—Nb钢的Ni含量增加到2.6％,并对其机械和高温性能的影响进行了观察,发现增加Ni含量对室温下的冲击性能有所改善。但对高温低一应变和蠕变断裂强度有不良影响。我们把500℃持续应力下的蠕变试样进行了金相观察,并考察了应变与持续时间的影响。我们力图把组织观察与低应变率、蠕变断裂强度建立一定的关系。许多年来,一般的12％Cr钢在高温下使用很普遍,特别是用于透平叶片及有关部件。     

高温时效对00Cr13Ni6Mo2不锈钢组织及性能的影响

采用拉伸试验、X射线衍射、光学显微镜和透射电镜等研究了一种13Cr超级马氏体不锈钢(00Cr13Ni6Mo2)的高温力学性能和高温时效后的力学性能、物相组成及显微组织。结果表明:00Cr13Ni6Mo2钢在高温下可保持较高的屈服强度,但当超过Af(奥氏体转变完成点)温度后,屈服强度迅速下降;600℃时效后,马氏体基体中的位错密度明显降低,同时产生了一定量的逆变奥氏体,导致时效100 h后其屈服强度从824 MPa降至682 MPa(下降17.2%),而抗拉强度和伸长率变化不大;800℃时效过程中,试验钢的组织完全奥氏体化,在降温过程中组织转变为淬火马氏体,故其具有典型的淬火马氏体性能特征,时效100 h后抗拉强度从858 MPa升至1031 MPa(提高20.2%),同时伸长率从22.5%降至15.0%。     

长期高温服役过程中化工Crl7Nil2Mo2耐热钢的组织及性能变化

研究长期高温(720℃)服役过程中化工锅炉耐热钢管Cr17Ni12Mo2的显微组织及力学性能变化。结果表明,随着高温时效处理时间的延长,小于500 h之前显微组织中碳化物呈半连续状沿晶界析出,试样高温力学性能变化很小,时效时间在500 h与1 500 h之间时,试样强度明显增加,大于1 500 h时效后,试样强度基本不再变化。因此,对于化工锅炉耐热钢管Cr17Ni12Mo2,进行720℃×1 000 h时效处理能够明显改善其显微组织均匀性,提高力学稳定性。