程世長——我國高端鍋爐耐熱鋼和合金發(fā)展趨勢

1、1我國高端鍋爐耐熱鋼和合金的發(fā)展趨勢程世長 劉正東 包漢生鋼鐵研究總院2010-11-28 溫州2目錄目錄1.1.序言序言2.2.我國高端鍋爐耐熱鋼的應(yīng)用情況我國高端鍋爐耐熱鋼的應(yīng)用情況3.3.我國高端鍋爐耐熱鋼國產(chǎn)化進展我國高端鍋爐耐熱鋼國產(chǎn)化進展4.4.我國高端鍋爐耐熱鋼及合金的發(fā)展趨勢我國高端鍋爐耐熱鋼及合金的發(fā)展趨勢3火電是我國發(fā)電的主體。火電是我國發(fā)電的主體。未來未來1010年，我國發(fā)電的主力仍然是火電。年，我國發(fā)電的主力仍然是火電。高端鍋爐耐熱鋼和合金是高端鍋爐耐熱鋼和合金是USCUSC機組中的關(guān)鍵材料機組中的關(guān)鍵材料。表表1 1 火電裝機容量和發(fā)電量火電裝機容量和發(fā)電量發(fā)電裝機總

2、容量發(fā)電裝機總?cè)萘炕痣娧b機容量火電裝機容量總發(fā)電量總發(fā)電量火電發(fā)電量火電發(fā)電量2009年8.7407億kW6.5205億kW（74.6%）35964億kWh29867億kWh（83.05%）2010年9.5億kW(預(yù)測）7.0億kW（73.7%）2020年16億kW（預(yù)測）10.5億kW（65.6%）1.1.序言序言 42.2.我國高端鍋爐耐熱鋼的應(yīng)用狀況我國高端鍋爐耐熱鋼的應(yīng)用狀況 表表2 2 超臨界和超超臨界鍋爐主要部件用鋼超臨界和超超臨界鍋爐主要部件用鋼部件名稱部件名稱566/566級級600/600級級主蒸汽管道主蒸汽管道P91P92末級過熱器末級過熱器12Cr1MoVG、T23、T9

3、1、T92、TP347HT23、T91、T92、S30432、TP310HNbN末級過熱器集箱末級過熱器集箱12Cr1MoVG、P12、P91P12、P91末級再熱器末級再熱器12Cr1MoVG、T23、T91、T92、TP347HT23、T91、T92、S30432、TP310HNbN末級再熱器集箱末級再熱器集箱P11、P12、P9112Cr1MoVG、P91、P92水冷壁上部水冷壁上部T2、15CrMoG、T23T2、15CrMoG、T23水冷壁下部水冷壁下部T2、15CrMoGT2、15CrMoG、T23水冷壁集箱水冷壁集箱106C、P12106C、P12、12Cr1MoVG5表表3 3

4、 超超/ /超臨界鍋爐主要部件用鋼超臨界鍋爐主要部件用鋼鋼鋼的的種種類類鋼號鋼號標(biāo)準(zhǔn)編號標(biāo)準(zhǔn)編號適用范圍適用范圍用途用途工作壓力工作壓力（MPa）壁溫（壁溫（）集箱、蒸汽集箱、蒸汽管道管道56512Cr2MoWVTiBGB5310受熱面管子不限600注312Cr3MoVSiTiB不限07Cr2MoW2VNbBGB5310受熱面管子不限600集箱、蒸汽管道不限57515Ni1MnMoNbCuGB5310集箱、蒸汽管道不限450不限10Cr9Mo1VNbNGB5310受熱面管子不限650集箱、蒸汽管道不限62010Cr9MoW2VNbBNGB5310受熱面管子不限650集箱、蒸汽管道不限63010

5、Cr11MoW2VNbCu1BNGB5310受熱面管子不限650集箱、蒸汽管道不限63011Cr9Mo1W1VNbBNGB5310受熱面管子不限650集箱、蒸汽管道不限630不不銹銹鋼鋼07Cr19Ni10GB5310受熱面管子不限65010Cr18Ni9NbCu3BNGB5310受熱面管子不限70007Cr25Ni21NbNGB5310受熱面管子不限70007Cr19Ni11TiGB5310受熱面管子不限65007Cr18Ni11NbGB5310受熱面管子不限65008Cr18Ni11NbFGGB5310受熱面管子不限6506表表4 4 四大管道的選材四大管道的選材7GB5310-2008代

6、號ASMEASTM12Cr2MoWVTiBG10207Cr2MoW2VNbBT/P23 HCM2SCC2199K4071210Cr9Mo1VNbNT/P91 HCM9SK9090110Cr9MoW2VNbBNT/P92 NF616CC2179K9246010Cr11MoW2VNbCu1BNT/P122 HCM12ACC2180K9127107Cr18Ni11NbTP347HCC21963470908Cr18Ni11NbFGTP347HFGCC21593471010Cr18Ni9NbCu3BNSuper304HCC23283043207Cr25Ni21NbNHR3CCC211531042 表表5

7、 我國目前我國目前USC機組用耐熱鋼鋼號機組用耐熱鋼鋼號83.高端鍋爐耐熱鋼國產(chǎn)化進展火電高端耐熱鋼國產(chǎn)化歷經(jīng)火電高端耐熱鋼國產(chǎn)化歷經(jīng)2020年（年（19901990年年-2010-2010年）年）火電高端耐熱鋼國產(chǎn)化由電力、鋼鐵、機械三大行業(yè)共同合作完成火電高端耐熱鋼國產(chǎn)化由電力、鋼鐵、機械三大行業(yè)共同合作完成火電高端耐熱鋼國產(chǎn)化是在陸燕蓀副部長、陸元昌副部長、徐英男主任、火電高端耐熱鋼國產(chǎn)化是在陸燕蓀副部長、陸元昌副部長、徐英男主任、 楊富主任及三大行業(yè)各方主管領(lǐng)導(dǎo)的指導(dǎo)和大力支持下進行的楊富主任及三大行業(yè)各方主管領(lǐng)導(dǎo)的指導(dǎo)和大力支持下進行的三大行業(yè)的科研院校、鋼廠、鋼管廠、鍋爐廠、電廠幾

8、十家企業(yè)共同合三大行業(yè)的科研院校、鋼廠、鋼管廠、鍋爐廠、電廠幾十家企業(yè)共同合 作，完成了研制：作，完成了研制： （1 1）鋼的成分優(yōu)化研究）鋼的成分優(yōu)化研究 （2 2）熱處理制度對組織和性能影響的研究）熱處理制度對組織和性能影響的研究 （3 3）馬氏體鋼中）馬氏體鋼中-鐵素體成因及對性能影響的研究鐵素體成因及對性能影響的研究9 （4） 高溫長時時效過程中組織演變及對力學(xué)性能影響的研究高溫長時時效過程中組織演變及對力學(xué)性能影響的研究 （5） 鋼的失效機理和強化機理的研究鋼的失效機理和強化機理的研究 （6） 冶金工藝、熱加工工業(yè)和制管工藝的研究冶金工藝、熱加工工業(yè)和制管工藝的研究 （7） 焊接性能

9、和焊接工藝的研究焊接性能和焊接工藝的研究 （8） 抗高溫蒸汽腐蝕和灰腐蝕性能的研究抗高溫蒸汽腐蝕和灰腐蝕性能的研究 （9） 鋼管噴丸工藝及性能研究鋼管噴丸工藝及性能研究 （10） 鋼管低周疲勞性能的研究鋼管低周疲勞性能的研究 （11） 電廠鋼管使用后性能檢測和組織演變的研究電廠鋼管使用后性能檢測和組織演變的研究 （12） 電廠鋼管服役壽命預(yù)測研究電廠鋼管服役壽命預(yù)測研究（1 1）T/P23T/P23鋼管供應(yīng)企業(yè)：鋼管供應(yīng)企業(yè)： T23T23熱軋管：寶鋼熱軋管：寶鋼 T23T23冷軋管：寶鋼上海鋼管廠、誠德鋼管廠、宜興鋼管冷軋管：寶鋼上海鋼管廠、誠德鋼管廠、宜興鋼管 廠、武進鋼管廠、華新麗華鋼管

10、廠、久立鋼管廠、常寶廠、武進鋼管廠、華新麗華鋼管廠、久立鋼管廠、常寶 鋼管廠、長城鋼廠鋼管廠、長城鋼廠 P23P23冷軋管：誠德鋼管廠、天津鋼管廠、成都鋼管廠冷軋管：誠德鋼管廠、天津鋼管廠、成都鋼管廠 10國產(chǎn)化后鋼管供應(yīng)能力：國產(chǎn)化后鋼管供應(yīng)能力：（2 2）T/P91T/P91鋼管供應(yīng)企業(yè)：鋼管供應(yīng)企業(yè)： T91T91熱軋管：寶鋼熱軋管：寶鋼 T91T91冷軋管：上海鋼管廠、誠德鋼管廠、宜興鋼管廠、武冷軋管：上海鋼管廠、誠德鋼管廠、宜興鋼管廠、武 進鋼管廠、華新麗華鋼管廠、久立鋼管廠、常寶鋼管廠、進鋼管廠、華新麗華鋼管廠、久立鋼管廠、常寶鋼管廠、 長城鋼廠長城鋼廠 P91P91鋼管：誠德鋼管

11、廠、北方重工集團、武漢重工集團、鋼管：誠德鋼管廠、北方重工集團、武漢重工集團、 宏潤集團、天津鋼管廠、成鋼鋼管廠、齊齊哈爾北方機宏潤集團、天津鋼管廠、成鋼鋼管廠、齊齊哈爾北方機 器有限公司器有限公司 P91P91彎頭、三通、變截面鋼管：北京國電富通公司、天津彎頭、三通、變截面鋼管：北京國電富通公司、天津 金鼎公司、阜新電力修造廠金鼎公司、阜新電力修造廠11（3 3）T/P92T/P92鋼管供應(yīng)企業(yè)：鋼管供應(yīng)企業(yè)： T92T92熱軋管：寶鋼熱軋管：寶鋼 T92T92冷軋管：上海鋼管廠、誠德鋼管廠、宜興鋼管廠、冷軋管：上海鋼管廠、誠德鋼管廠、宜興鋼管廠、 武進鋼管廠、久立鋼管廠武進鋼管廠、久立鋼管

12、廠 P92P92鋼管：誠德鋼管廠、北方重工集團、武漢重工集團、鋼管：誠德鋼管廠、北方重工集團、武漢重工集團、 宏潤集團宏潤集團 P92P92彎頭、三通、變截面鋼管：北京國電富通公司、天彎頭、三通、變截面鋼管：北京國電富通公司、天 津金鼎公司、阜新電力修造廠津金鼎公司、阜新電力修造廠12（4 4）TP347HTP347H和和TP347HFGTP347HFG鋼管供應(yīng)企業(yè)：鋼管供應(yīng)企業(yè)： 寶鋼、宜興鋼管廠、武進鋼管廠、久立鋼管廠、長城寶鋼、宜興鋼管廠、武進鋼管廠、久立鋼管廠、長城 鋼廠、太鋼鋼廠、太鋼（5 5）Super304HSuper304H鋼管供應(yīng)企業(yè)：鋼管供應(yīng)企業(yè)： 寶鋼、宜興鋼管廠、武進鋼

13、管廠、久立鋼管廠、華興寶鋼、宜興鋼管廠、武進鋼管廠、久立鋼管廠、華興 麗華鋼管廠、長城鋼廠、太鋼麗華鋼管廠、長城鋼廠、太鋼（6 6）HR3CHR3C鋼管供應(yīng)企業(yè)：鋼管供應(yīng)企業(yè)： 久立鋼管廠、太鋼久立鋼管廠、太鋼 具備供坯單位：寶鋼、長城鋼廠、太鋼具備供坯單位：寶鋼、長城鋼廠、太鋼 13國產(chǎn)化的成果：國產(chǎn)化的成果：（1 1）國產(chǎn)化保證了中國電力高速發(fā)展的建設(shè)進度：）國產(chǎn)化保證了中國電力高速發(fā)展的建設(shè)進度： 近幾年，中國每年以近幾年，中國每年以1 1億億kWkW遞增，國外鋼管供應(yīng)不上，遞增，國外鋼管供應(yīng)不上， 依靠國產(chǎn)鋼管保證。依靠國產(chǎn)鋼管保證。（2 2）國產(chǎn)化成功后使鋼管價格大幅度下降：）國產(chǎn)化

14、成功后使鋼管價格大幅度下降： T91 T91、Super304HSuper304H、HR3CHR3C鋼管國產(chǎn)化后價格下降一半，其鋼管國產(chǎn)化后價格下降一半，其 它鋼管也大幅度下降。它鋼管也大幅度下降。（3 3）國產(chǎn)化的成功促進了民族工業(yè)的提升和迅猛發(fā)展，打破）國產(chǎn)化的成功促進了民族工業(yè)的提升和迅猛發(fā)展，打破 了國外壟斷局面，振奮了民族精神，提升了研發(fā)能力、了國外壟斷局面，振奮了民族精神，提升了研發(fā)能力、 企業(yè)裝備生產(chǎn)線和產(chǎn)品水平，造就了高水平的科研和生企業(yè)裝備生產(chǎn)線和產(chǎn)品水平，造就了高水平的科研和生 產(chǎn)隊伍。產(chǎn)隊伍。144.4.我國高端鍋爐耐熱鋼及合金的發(fā)展趨勢我國高端鍋爐耐熱鋼及合金的發(fā)展趨勢

15、4.14.1根據(jù)根據(jù)USCUSC機組參數(shù)討論發(fā)展趨勢機組參數(shù)討論發(fā)展趨勢 表表6 6 根據(jù)根據(jù)USCUSC機組參數(shù)選材（預(yù)測）機組參數(shù)選材（預(yù)測）15機組參數(shù)（預(yù)測）機組參數(shù)（預(yù)測） 主蒸汽管，集箱用材主蒸汽管，集箱用材過熱器，再熱器用材過熱器，再熱器用材26MPa，600/600T/P91、T/P92、P122TP347H、TP347HFG、Super304H、HR3C28MPa，625/625T/P92、VM12、NF12、SAVE12、MARBN、G112、G115TP347HFG、Super304H、HR3C、XA704、NF70928MPa，650/650NF12、SAVE12、MA

16、RBN、G112、G115HR6W、HR35、Sanicro25、GH2984、G110、SAVE25、18Cr-30Ni-3Nb35MPa，700/700HR6W、HR35、Sanicro25、GH2984、G110In-740、In-617、Nimonic263、In-625、Haynes230（1 1）28MPa28MPa、600600/600/600參數(shù)機組參數(shù)機組: : 根據(jù)目前玉環(huán)、鄒縣等近根據(jù)目前玉環(huán)、鄒縣等近5050臺臺USCUSC機組的建造和近四年的運機組的建造和近四年的運行情況，以上選材料的鋼管使用，總體情況良好，因此，該機組行情況，以上選材料的鋼管使用，總體情況良好，因此

17、，該機組選材是合適的。選材是合適的。（2 2）28MPa28MPa、 625 625/625/625參數(shù)機組參數(shù)機組: : 在在26MPa26MPa、 600 600/600/600USCUSC參數(shù)機組參數(shù)機組運行平穩(wěn)的基礎(chǔ)上有可運行平穩(wěn)的基礎(chǔ)上有可能把機組參數(shù)提升到能把機組參數(shù)提升到28MPa28MPa， 625 625/625/625，從目前材料情況也，從目前材料情況也是可能的，主蒸汽管道和集箱材料采用是可能的，主蒸汽管道和集箱材料采用P92P92，過熱器和再熱器采，過熱器和再熱器采用用Super304HSuper304H，HR3CHR3C和和NF709NF709，而，而SAVE25SAV

18、E25鋼無業(yè)績，至今未納入鋼無業(yè)績，至今未納入ASMEASME，缺少持久強度數(shù)據(jù)。，缺少持久強度數(shù)據(jù)。16 表表7 7 主蒸汽管道和集箱選材持久強度（主蒸汽管道和集箱選材持久強度（10105 5h h，MPaMPa）對比）對比17標(biāo)準(zhǔn)試驗溫度P91P911P122P92VM12SHCSAVE12GB5310-20086207371981076306386956256892101ASME Code Case62169.3CC2327-175CC-2180-492.1CC2179-664946.561.162562.470.987.760100110表表8 8 馬氏體耐熱鋼性能對比馬氏體耐熱鋼性能

19、對比18P92(0.10C-9Cr-1.8W-MoVNbNB)625625持久強度基本滿足要求，抗蒸汽腐蝕性能持久強度基本滿足要求，抗蒸汽腐蝕性能處于臨界狀態(tài)，可以作為一個方案。處于臨界狀態(tài)，可以作為一個方案。VM12SHC（歐洲）（歐洲）(0.12C-11.5Cr-1.5W-1.5Co-MoVNbNB)625625小管持久強度小管持久強度10105 5h h約約70MPa70MPa（有（有2 2萬萬h h數(shù)數(shù)據(jù)），大管（據(jù)），大管（4064063535）約）約60MPa60MPa，與，與P911P911鋼鋼水平相當(dāng)，抗蒸汽腐蝕性能優(yōu)于水平相當(dāng)，抗蒸汽腐蝕性能優(yōu)于P92P92。NF12（歐洲）

20、（歐洲）(0.08C-11Cr-2.6W-2.5Co-MoVNbNB)抗蒸汽腐蝕性能優(yōu)于抗蒸汽腐蝕性能優(yōu)于P92P92。僅有。僅有650650持久曲線，持久曲線，1 1萬小時后強度低于萬小時后強度低于P92P92，650650，1000hr1000hr后持后持久強度迅速下降。久強度迅速下降。SAVE12（日本）（日本）(0.10C-11Cr-3W-3Co-VNbN-Ta-Nd)抗蒸汽腐蝕性能優(yōu)于抗蒸汽腐蝕性能優(yōu)于P92P92。10105 5h h持久強度，持久強度，625625約約115MPa115MPa，650650約約75MPa75MPa，曲線表明，曲線表明，5000hr5000hr后與后

21、與P92P92持平，持平，NdNd是有害元素，是有害元素，TaTa昂昂貴。貴。MARBN（日本）（日本）（0.08C-9Cr-3W-3Co-VNbN-0.014B）缺缺625625持久強度。持久強度。65010650105 5hrhr達達80MPa80MPa，已試制，已試制管管47047065mm65mm。G112（中國）（中國）11Cr-3W-3Co類型類型缺缺625625持久強度。鋼管持久強度。鋼管650650，120MPa120MPa，持久，持久試驗，試驗，7000hr7000hr，高于，高于T/P92T/P92鋼，有希望達到鋼，有希望達到MARBNMARBN鋼水平，抗蒸汽腐蝕性能優(yōu)于鋼

22、水平，抗蒸汽腐蝕性能優(yōu)于P92P92。19圖1 Creep rupture strength of piping test steels NF12,SAVE12 and VM12 as a function of test time at 650 in comparison to the behaviour of the 9%Cr piping steel P92.20圖2 Creep rupture data for the present MARBN steels compared with P92,T91,NF12 and SAVE12 steels at 650.21圖3 9Cr-3W

23、-3Co-0.2V-0.05Nb-0.08C steel with different boron but no nitrogen additionEffect of fine distribution of M23C6 carbides along boundaries表表9 9 奧氏體耐熱鋼奧氏體耐熱鋼70070010105 5h h持久強度對比持久強度對比22標(biāo)準(zhǔn)試驗溫度TP347HFGSuper304HHR3CXA704NF709SAVE25G110GB5310-200870059716290100ASME Code Case67591.65CC2328-194.9CC2475100.

24、65CC258167775.5CC2159-278.60CC2115-370455.958.9570058.870。3561.8674.5583.25 表表10 10 奧氏體耐熱鋼蒸汽腐蝕性能對比奧氏體耐熱鋼蒸汽腐蝕性能對比23鋼號鋼號TP347HEGSuper304HXA704NF709HR3C615蒸汽腐蝕蒸汽腐蝕25m67m-28m（20Cr）9m569蒸汽腐蝕蒸汽腐蝕20m25m1436m18m(23Cr)-650蒸汽腐蝕蒸汽腐蝕-86mg/cm2-17 mg/cm2(20Cr)17 mg/cm2注注：615615試驗：美國試驗：美國Eddystone No.1BoilerEddyst

25、one No.1Boiler，蒸汽溫度，蒸汽溫度615615（SHSH），蒸），蒸汽壓力汽壓力35.1MPa35.1MPa，試驗時間，試驗時間75075hr75075hr。 569569試驗：美國試驗：美國Oita No.9 BoilerOita No.9 Boiler，蒸汽溫度，蒸汽溫度569569（SHSH），蒸汽壓），蒸汽壓力力19.3MPa19.3MPa，試驗時間，試驗時間19463hr19463hr。 650650試驗：試驗：BHKBHK數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)，6506502020hrhr,1.5mNa,1.5mNa2 2SOSO4 4+1.5mK+1.5mK2 2SOSO4 4+1mFe+1m

26、Fe2 2O O3 3，SOSO2 2氣體氣體(0.2wt%)(0.2wt%)。Super304HSuper304H鋼管在鋼管在600600USCUSC機組中運行中出現(xiàn)氧化皮脫落現(xiàn)象，機組中運行中出現(xiàn)氧化皮脫落現(xiàn)象，我們在實驗室的我們在實驗室的650650700700蒸汽腐蝕試驗后發(fā)現(xiàn)氧化腐蝕明顯，而蒸汽腐蝕試驗后發(fā)現(xiàn)氧化腐蝕明顯，而HR3CHR3C和和NF709NF709鋼管的腐蝕要輕得多。鋼管的腐蝕要輕得多。 主蒸汽管和集箱用馬氏體耐熱鋼：主蒸汽管和集箱用馬氏體耐熱鋼： P92 P92鋼由于鋼由于650650持久強度低，不能采用，根據(jù)持久強度低，不能采用，根據(jù)ASME Code Case

27、ASME Code Case 2179-6 2179-6（2006.8.42006.8.4）64964910105 5hrhr持久強度應(yīng)為持久強度應(yīng)為57.9MPa57.9MPa。要滿足。要滿足 650 65010105 5h h持久強度持久強度100MPa100MPa指標(biāo)，目前世界上還沒有成熟鋼號，指標(biāo)，目前世界上還沒有成熟鋼號， 日本金屬所試制的日本金屬所試制的MARBNMARBN鋼為鋼為80MPa80MPa，SAVE12SAVE12鋼約為鋼約為75MPa75MPa，我們，我們 研制的研制的G112G112鋼管鋼管650650120MPa120MPa持久試驗已超過持久試驗已超過7000hr

28、7000hr，仍在進行，仍在進行 中。中。 過熱器和再熱器用鋼和合金：過熱器和再熱器用鋼和合金： 比較成熟的合金是比較成熟的合金是HR35HR35、Sanicro25Sanicro25和和GH2984GH2984。 正在研制的合金有正在研制的合金有HR6WHR6W、18Cr-30Ni-3Nb18Cr-30Ni-3Nb和和G110G110。24（3）28MPa，650/650參數(shù)機組：參數(shù)機組： 表表11 11 鍋爐合金性能特點對比（鍋爐合金性能特點對比（700700）使用）使用25GH1984（中國）0.06C-19Cr-33Fe-2Mo-1Nb-1Ti-0.4Al700105hr持久強度約1

29、30MPa，80-90年代合金管在亞臨界鍋爐使用良好Sanicro25（瑞典）0.08C-22.6Cr-25.5Ni-3.5W-1.6Co-3Cu-NbN700105hr持久強度90-100MPa，已制成合金管41.48mmHR35（日本）0.06C-30Cr-50Ni-4W-0.8Ti-B,Zr700105hr持久強度100-110MPa（已進行5萬小時），抗蒸汽腐蝕性能良好HR6W（日本）0.08C-23Cr-45Ni-7W-0.2Nb-0.1Ti-B105hr持久強度約90MPa，焊接接頭約85MPa，已制出大口徑合金管18-Cr-30Ni-3Nb-B（日本）105hr持久強度約95MP

30、a，是今年美國會議期間日本剛發(fā)布的新合金，Laves相和Ni3M復(fù)合強化G110（中國）0.06C-23Cr-35Ni-WMoNb-TiAl105hr持久強度目標(biāo)值100MPa，主要依靠 Ni3(Al,Ti)相強化（4 4）35MPa35MPa，700700/700/700參數(shù)機組：參數(shù)機組： 主蒸汽管和集箱用合金主蒸汽管和集箱用合金 根據(jù)（根據(jù)（3 3）分析，）分析，700700比較成熟的合金是比較成熟的合金是GH2984GH2984、 Sanicro25 Sanicro25和和HR35HR35。 過熱器和再熱器用合金過熱器和再熱器用合金 根據(jù)鍋爐設(shè)計，使用壁溫達根據(jù)鍋爐設(shè)計，使用壁溫達75

31、0-760750-760，目前傾向用，目前傾向用 Inconel740 Inconel740和和Inconel617Inconel617。26 表表12 12 鍋爐合金性能特點對比（鍋爐合金性能特點對比（750-760750-760使用）使用）27Inconel740（美國）0.04C-24Cr-20Co-2Nb-1.6Ti-1.1Al-0.5Mo75075010105 5hrhr持久強度約持久強度約130MPa130MPa，ASME Code CaseASME Code Case將將在在20112011年批準(zhǔn)，年批準(zhǔn)，Ni3(Al,Ti)Ni3(Al,Ti)相強化，已制成大口徑相強化，已制成

32、大口徑管。管。Inconel617（美國）0.08C-22Cr-12Co-9Mo-2Fe75075010105 5hrhr持久強度持久強度90-100MPa90-100MPa，已有，已有3 3萬小時數(shù)據(jù)，萬小時數(shù)據(jù)，主要依靠主要依靠MoMo的固溶強化，已制成管。的固溶強化，已制成管。Nimonic263（英國）0.06C-20Cr-20Co-6Mo-2.2Ti-0.6Al75075010105 5hrhr持久強度持久強度115MPa115MPa，MoMo的固溶強化加的固溶強化加Ni3(Al,Ti)Ni3(Al,Ti)相強化。相強化。Haynes282（美國）0.06C-20Cr-10Co-8.

33、5Mo-2.1Ti-1.5Al75075010105 5hrhr持久強度持久強度100MPa100MPa，MoMo的固溶強化加的固溶強化加Ni3(Al,Ti)Ni3(Al,Ti)相強化。相強化。Haynes230（美國）0.11C-23Cr-14W-1.4Mo-B75075010105 5hrhr持久強度持久強度80MPa80MPa，W W、MoMo固溶強化。固溶強化。Inconel625（美國）0.05C-21Cr-9Mo-3.3Nb-0.2Ti-0.2Al-5Fe75075010105 5hrhr持久強度持久強度90MPa90MPa，主要依靠，主要依靠MoMo、NbNb的的固溶強化。固溶強

34、化。4.24.2根據(jù)材料體系探討發(fā)展趨勢根據(jù)材料體系探討發(fā)展趨勢（1 1）馬氏體鍋爐耐熱鋼的發(fā)展趨勢）馬氏體鍋爐耐熱鋼的發(fā)展趨勢 表表13 9-12%Cr13 9-12%Cr馬氏體鍋爐耐熱鋼的演變馬氏體鍋爐耐熱鋼的演變28T91，1978年美國美國V.K.SikkaV.K.Sikka等人應(yīng)用劉榮藻的等人應(yīng)用劉榮藻的“多元素復(fù)合強化理論多元素復(fù)合強化理論”研制成功含研制成功含9%Cr9%Cr的的T91T91鋼，為超臨界機組的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。鋼，為超臨界機組的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。T911歐洲在歐洲在T91T91鋼基礎(chǔ)上添加鋼基礎(chǔ)上添加1%W1%W，0.003%B0.003%B后，后，600600持久強

35、度由持久強度由T91T91鋼的鋼的93MPa93MPa提高到提高到106MPa106MPa。T92，1987年日本新日鐵公司柛原瑞夫等人在日本新日鐵公司柛原瑞夫等人在T91T91鋼基礎(chǔ)上添加鋼基礎(chǔ)上添加1.8%W1.8%W，0.003%B0.003%B，MoMo含量降至含量降至0.45%0.45%研制成功研制成功T92T92鋼，鋼，600600持久強度持久強度提高到提高到132MPa132MPa。T122，1991年日本住友金屬公司伊勢田敦朗等人在日本住友金屬公司伊勢田敦朗等人在T92T92鋼基礎(chǔ)上調(diào)整，鋼基礎(chǔ)上調(diào)整，CrCr含量提高到含量提高到11%Cr11%Cr，目的是提高鋼的抗蒸汽腐蝕性

36、能，同時，目的是提高鋼的抗蒸汽腐蝕性能，同時添加添加1%Cu1%Cu以提高以提高NiNi當(dāng)量，當(dāng)量，W W含量提高到含量提高到2%2%，600600持久強度降持久強度降至至124MPa124MPa，仍高于，仍高于T91T91和和T911T911。表表14 14 新一代新一代9-11%Cr9-11%Cr馬氏體鍋爐耐熱鋼的發(fā)展趨勢馬氏體鍋爐耐熱鋼的發(fā)展趨勢29VM12鋼（歐洲）11Cr-1.5W-1.5Co11Cr-1.5W-1.5Co，主要強化元素是，主要強化元素是1.5%W1.5%W，法國瓦魯瑞克和德，法國瓦魯瑞克和德國曼內(nèi)斯曼公司合作研制的耐熱鋼，持久強度水平與國曼內(nèi)斯曼公司合作研制的耐熱鋼

37、，持久強度水平與T911T911相當(dāng)，相當(dāng)，由此看來，含由此看來，含W W量低，這種強化是不能滿足量低，這種強化是不能滿足650650機組要求的。機組要求的。NF12鋼（歐洲）11Cr-2.6W-2.5Co11Cr-2.6W-2.5Co，持久強度接近，持久強度接近P92P92鋼水平，抗蒸汽腐蝕性能鋼水平，抗蒸汽腐蝕性能提高，可以在提高，可以在625625機組使用。機組使用。SAVE12鋼（日本）11Cr-3W-3Co-Ta-Nd11Cr-3W-3Co-Ta-Nd，日本住友金屬公司研制的耐熱鋼，持久，日本住友金屬公司研制的耐熱鋼，持久強度與強度與P92P92持平，但持平，但NdNd是有害元素，是

38、有害元素，TaTa昂貴，工業(yè)化生產(chǎn)有問昂貴，工業(yè)化生產(chǎn)有問題，可能是這方面的原因，題，可能是這方面的原因，SAVE12SAVE12鋼至今沒有業(yè)績，也未納入鋼至今沒有業(yè)績，也未納入ASME Code CaseASME Code CaseMARBN鋼（日本）9Cr-3W-3Co-0.014B9Cr-3W-3Co-0.014B，日本金屬所阿部富士雄等人研制的耐熱，日本金屬所阿部富士雄等人研制的耐熱鋼，鋼，65065010105 5h h持久強度持久強度80MPa80MPa，高于，高于SAVE12SAVE12鋼，這是當(dāng)今最有鋼，這是當(dāng)今最有希望的鋼，在希望的鋼，在3%W3%W強化的基礎(chǔ)上添加強化的基礎(chǔ)

39、上添加0.014%B0.014%B使持久強度大幅度使持久強度大幅度上升。上升。G112鋼（中國）11Cr-3W-3Co-B11Cr-3W-3Co-B，鋼鐵研究總院研制的耐熱鋼，鋼鐵研究總院研制的耐熱鋼，65065010105 5h h持久持久強度目標(biāo)強度目標(biāo)100MPa100MPa，鋼管取樣持久強度，鋼管取樣持久強度650650120MPa120MPa已超過已超過7000hr7000hr，高于，高于T92T92，可能與，可能與MARBNMARBN鋼性能水平相當(dāng)。鋼性能水平相當(dāng)。表表15 15 奧氏體鍋爐耐熱鋼的發(fā)展奧氏體鍋爐耐熱鋼的發(fā)展30Super304H，1991CC2328，日本0.07

40、C-18Cr-9Ni-3Cu-NbB0.07C-18Cr-9Ni-3Cu-NbB，住友金屬公司椹木羲淳與三菱公司合作研，住友金屬公司椹木羲淳與三菱公司合作研制成功，用于制成功，用于650-700650-700壁溫鋼管，壁溫鋼管，65065010105 5h h持久強度持久強度117MPa117MPa，700700為為71MPa71MPa，已大量應(yīng)用，抗蒸汽腐蝕性能較差，常采用噴丸工藝改善。，已大量應(yīng)用，抗蒸汽腐蝕性能較差，常采用噴丸工藝改善。XA704，2002CC2475，日本0.04C-18Cr-9Ni-2W-NbVN0.04C-18Cr-9Ni-2W-NbVN，新日鐵公司石塚哲夫等人研制

41、成功。與，新日鐵公司石塚哲夫等人研制成功。與Super304HSuper304H比較，添加比較，添加2%W2%W，0.4%V0.4%V，提高，提高N N含量為含量為0.18%0.18%，無，無CuCu，B B。65065010105 5h h持久強度為持久強度為181.8MPa181.8MPa，700700為為74.6MPa74.6MPa，高于，高于Super304HSuper304H。G108，中國0.07C-18Cr-9Ni-3Cu-NbNB0.07C-18Cr-9Ni-3Cu-NbNB，鋼鐵研究總院研制的鍋爐耐熱鋼，鋼鐵研究總院研制的鍋爐耐熱鋼，65065010105 5h h持久強度持

42、久強度124MPa124MPa，高于，高于Super304HSuper304H。HR3C，1984CC2115，日本0.07C-25Cr-20Ni-NbN0.07C-25Cr-20Ni-NbN，住友金屬公司椹木羲淳等人研制成功，在，住友金屬公司椹木羲淳等人研制成功，在Cr25Ni20Cr25Ni20鋼中添加鋼中添加0.4%Nb0.4%Nb、0.25%N0.25%N，提高高溫強度，當(dāng)初用于焚燒爐，提高高溫強度，當(dāng)初用于焚燒爐，后移植用于鍋爐管，已大量使用，抗蒸汽腐蝕性能好。后移植用于鍋爐管，已大量使用，抗蒸汽腐蝕性能好。G107，中國0.07C-25Cr-20Ni-CuNbVBN0.07C-25

43、Cr-20Ni-CuNbVBN，鋼鐵研究總院研制的鍋爐耐熱鋼，鋼鐵研究總院研制的鍋爐耐熱鋼，650-650-700700持久強度高于持久強度高于HR3CHR3C。（2)2)奧氏體鍋爐耐熱鋼的發(fā)展趨勢奧氏體鍋爐耐熱鋼的發(fā)展趨勢續(xù)表1531NF709R，1985CC2581，日本0.07C-22Cr-25Ni-1.5Mo-NbNB0.07C-22Cr-25Ni-1.5Mo-NbNB，新日鐵公司菊池正夫等，新日鐵公司菊池正夫等人研制成功，與人研制成功，與HR3CHR3C比較降比較降CrCr、升、升NiNi，添加，添加1.5%Mo1.5%Mo、0.06%B0.06%B，降，降N N至至0.18%0.1

44、8%。650-700650-70010105 5h h持久強度高于持久強度高于HR3CHR3C，使用業(yè)績少。使用業(yè)績少。SAVE25，1997日本0.10C-23Cr-18Ni-2.5W-3.5Cu-NbN0.10C-23Cr-18Ni-2.5W-3.5Cu-NbN，住友金屬公司仙波，住友金屬公司仙波潤之等人研制成功，潤之等人研制成功，650650持久強度高于持久強度高于NF709RNF709R和和HR3CHR3C，700700時與時與NF709NF709相當(dāng)，未見使用，也未納入相當(dāng)，未見使用，也未納入ASME Code ASME Code CaseCase。G109，2005中國0.06C-25Cr-20Ni-2W-MoVNbNB0.06C-25Cr-20Ni-2W-MoVNbNB，鋼鐵研究總院研制的鍋，鋼鐵研究總院研制的鍋爐耐熱鋼，爐耐熱鋼，650-700650-700持久強度高于持久強度高于SAVE25SAVE25和和NF709RNF709R。Sanicro25，2005瑞典0.08C-23Cr-25Ni-3.5W-1.6Co-NbN0.08C-23Cr-25Ni-3.5W-1.6Co-NbN，70070010105 5h h持久強度持久強度90-100MPa90-100