增刊1 王起江等：超超临界电站锅炉用关键材料 ·29· 表29%Cr系列耐热钢化学成分（质量分数） Table 2 Chemical composition of 9%Cr series heat resisting steels ASMESA-213 C Si Mn Cr Mo T9 ≤0.15 0.251.00 0.30-0.60 ≤0.025 ≤0.025 8.00-10.0 0.90-1.10 191 0.08-0.12 0.200.50 0.30-0.60 ≤0.020 ≤0.010 8.00-9.50 0.85-1.05 T92 0.07-0.13 ≤0.50 0.30~0.60 ≤0.020 ≤0.010 8.50-9.50 0.30-0.60 T911 0.09-0.13 0.10~0.50 0.30-0.60 ≤0.020 ≤0.010 8.50~10.50 0.90-1.10 ASMESA-213 年 h 2 N Ni Al T9 一 一 一 一 T91 0.18~0.25 0.06-0.10 0.03-0.07 ≤0.40 ≤0.040 T92 1.50-2.00 0.15~0.25 0.04-0.09 0.001-0.006 0.03-0.07 ≤0.40 ≤0.020 T911 0.90-1.10 0.18-0.25 0.06-0.10 0.0003~0.006 0.04-0.09 ≤0.40 ≤0.040 注：C0 DE CASE2179-5要求，T92化学成分中，e(Ti)≤0.01%，w(Z)≤0.01% 10 2.4奥氏体耐热钢 ◆T92 T911 随着电站锅炉主蒸汽温度的增加，要求所应用 ▲9 的材料要有更好的抗蒸汽氧化和烟气腐蚀能力，目 T9 10 前铁素体、马氏体耐热钢显然不具备这一能力.因 此，在末端高温过热器、再热器上应用了许多奥氏体 钢管，其中典型的产品是S30432(Super304H)和 TP310HCbN(HR3C).表3是这两种钢的化学 102 103 1小 105 时间h 成分回 图59%Cr耐热钢650℃持久强度 S30432钢是在TP304H钢的基础上通过添加质 Fig.5 The creep rupture strength of 9%Cr heat resisting steels at 量分数为3%的Cu、0.5%的Nb及N,并通过富铜相 650℃ 强化而开发的新钢种.图8是宝钢S30432650℃时 响，选择了一炉正常组织（无高温δ铁素体）T92钢 效3000h和650℃、220MPa、持久断裂时间1846h 管，如图6(a)所示，与另一炉含有5%高温8铁素体 试样透射电镜观察照片.从图中能够清楚地看到弥 组织的T92钢管，见图6(b)所示.这两炉钢管在 散分布的富铜相.富铜相强化作用使该钢持久强度 649℃条件下的持久强度对比试验如图7所示.从 明显高于TP304H奥氏体型耐热钢图.图9是宝钢 图中可以看出，最长试验点已超过1.4×10h,两者 S30432钢持久试验结果.从图中可以看出，试验的 在649℃下外推103h的持久强度值都超过ASME 四条温度曲线，外推105h的持久强度，均满足 和GB5310一2008规定值61MPa.因此可以得出， ASME标准与GB5310一2008标准要求. 在T92钢中含有5%高温δ铁素体组织对持久强度 TP310HCbN钢是在25Cr-20Ni钢的基础上添 影响有限. 加Nb和N,形成析出强化从而获得较高的持久强 b)5 2014m 20m 图6T92钢的金相照片.(a)正常组织：(b)5%高温8铁素体组织（纵向截面） Fig.6 Microstructures of T92 steel:(a)normal microstructure:(b)microstructure with 5%high temperature 8-ferrite (cross section)增刊 1 王起江等: 超超临界电站锅炉用关键材料 表 2 9% Cr 系列耐热钢化学成分( 质量分数) Table 2 Chemical composition of 9% Cr series heat resisting steels % ASMESA--213 C Si Mn P S Cr Mo T9 ≤0. 15 0. 25 ～ 1. 00 0. 30 ～ 0. 60 ≤0. 025 ≤0. 025 8. 00 ～ 10. 0 0. 90 ～ 1. 10 T91 0. 08 ～ 0. 12 0. 20 ～ 0. 50 0. 30 ～ 0. 60 ≤0. 020 ≤0. 010 8. 00 ～ 9. 50 0. 85 ～ 1. 05 T92 0. 07 ～ 0. 13 ≤0. 50 0. 30 ～ 0. 60 ≤0. 020 ≤0. 010 8. 50 ～ 9. 50 0. 30 ～ 0. 60 T911 0. 09 ～ 0. 13 0. 10 ～ 0. 50 0. 30 ～ 0. 60 ≤0. 020 ≤0. 010 8. 50 ～ 10. 50 0. 90 ～ 1. 10 ASMESA--213 W V Nb B N Ni Al T9 ——————— T91 — 0. 18 ～ 0. 25 0. 06 ～ 0. 10 — 0. 03 ～ 0. 07 ≤0. 40 ≤0. 040 T92 1. 50 ～ 2. 00 0. 15 ～ 0. 25 0. 04 ～ 0. 09 0. 001 ～ 0. 006 0. 03 ～ 0. 07 ≤0. 40 ≤0. 020 T911 0. 90 ～ 1. 10 0. 18 ～ 0. 25 0. 06 ～ 0. 10 0. 0003 ～ 0. 006 0. 04 ～ 0. 09 ≤0. 40 ≤0. 040 注: CODE CASE 2179--5 要求，T92 化学成分中，w( Ti) ≤0. 01% ，w( Zr) ≤0. 01% ． 图 5 9% Cr 耐热钢 650 ℃持久强度 Fig． 5 The creep rupture strength of 9% Cr heat resisting steels at 650 ℃ 图 6 T92 钢的金相照片． ( a) 正常组织; ( b) 5% 高温 δ 铁素体组织( 纵向截面) Fig． 6 Microstructures of T92 steel: ( a) normal microstructure; ( b) microstructure with 5% high temperature δ-ferrite ( cross section) 响，选择了一炉正常组织( 无高温 δ 铁素体) T92 钢 管，如图6( a) 所示，与另一炉含有5% 高温 δ 铁素体 组织的 T92 钢管，见图 6 ( b) 所示． 这两炉钢管在 649 ℃ 条件下的持久强度对比试验如图 7 所示． 从 图中可以看出，最长试验点已超过 1. 4 × 104 h，两者 在 649 ℃ 下外推 105 h 的持久强度值都超过 ASME 和 GB 5310—2008 规定值 61 MPa． 因此可以得出， 在 T92 钢中含有 5% 高温 δ 铁素体组织对持久强度 影响有限． 2. 4 奥氏体耐热钢 随着电站锅炉主蒸汽温度的增加，要求所应用 的材料要有更好的抗蒸汽氧化和烟气腐蚀能力，目 前铁素体、马氏体耐热钢显然不具备这一能力． 因 此，在末端高温过热器、再热器上应用了许多奥氏体 钢管，其 中 典 型 的 产 品 是 S30432 ( Super304H) 和 TP310HCbN ( HR3C) ． 表 3 是 这 两 种 钢 的 化 学 成分［3］． S30432 钢是在 TP304H 钢的基础上通过添加质 量分数为 3% 的 Cu、0. 5% 的 Nb 及 N，并通过富铜相 强化而开发的新钢种． 图 8 是宝钢 S30432 650 ℃时 效 3 000 h 和 650 ℃、220 MPa、持久断裂时间 1 846 h 试样透射电镜观察照片． 从图中能够清楚地看到弥 散分布的富铜相． 富铜相强化作用使该钢持久强度 明显高于 TP304H 奥氏体型耐热钢［8］． 图 9 是宝钢 S30432 钢持久试验结果． 从图中可以看出，试验的 四条 温 度 曲 线，外 推 105 h 的 持 久 强 度，均 满 足 ASME 标准与 GB 5310—2008 标准要求． TP310HCbN 钢是在 25Cr--20Ni 钢的基础上添 加 Nb 和 N，形成析出强化从而获得较高的持久强 ·29·