1、wuhan universitywuhan university超超臨界火電機組新型耐熱鋼材料超超臨界火電機組新型耐熱鋼材料主講人：楊 兵 博士武漢大學動力與機械學院材料系2007年10月wuhan university從目前世界火力發(fā)電技術(shù)水平來看, 提高火力發(fā)電廠效率的主要途徑是提高工作介質(zhì)( 蒸汽) 的參數(shù), 即提高蒸汽溫度和壓力。發(fā)展超臨界(sc) 和超超臨界(usc) 火電機組, 提高蒸汽參數(shù)對提高火力發(fā)電廠效率的作用是十分明顯的。隨著蒸汽溫度和壓力的提高,電廠鍋爐的效率在大幅度提高, 供電煤耗大幅度下降, 提高蒸汽參數(shù)遇到的主要技術(shù)難題是金屬材料耐高溫、耐高壓問題。我國電力百科全書

2、對“超超臨界”定義為:蒸汽參數(shù)高于27 mpa 。我國863 課題“超超臨界發(fā)電技術(shù)”將超超臨界機組設(shè)定在蒸汽參數(shù)大于25mpa ,溫度高于580 的范圍。超超臨界機組發(fā)電凈效率達43 %47 % ,煤耗在279300 g/ kw. h ,啟動速度快,調(diào)峰性能好,低負荷運行穩(wěn)定,脫硫脫硝工藝成熟而且co2 排放量比亞臨界機組、超臨界機組減少2 %10 %。具有顯著的節(jié)約能源和減少污染的優(yōu)勢。wuhan university超 超 臨 界 ( usc)機組相對超臨界機組蒸汽溫度和壓力的提高對電站關(guān)鍵部件材料帶來了更高的要求，尤其是材料的熱強性能、抗高溫腐蝕和氧化能力、加工性能等，因此材料和制造技

3、術(shù)成為發(fā)展先進機組的技術(shù)核心。對鍋爐來說具體表現(xiàn)在:(1)高溫強度:對于主蒸汽管道、過熱器/再熱器管、聯(lián)箱和水冷壁材料都必須有與高蒸汽參數(shù)相適應的高溫持久強度。(2)高溫腐蝕:煙氣側(cè)的腐蝕是影響過熱器、再熱器、水冷壁壽命的一個重要因素，當金屬溫度提高，煙氣腐蝕速率將大幅度上升，因此超超臨界機組中腐蝕問題更加突出。wuhan university(3)蒸汽側(cè)的氧化:運行溫度的提高加劇了過熱器、再熱器甚至包括聯(lián)箱和管道等蒸汽通流部件的蒸汽側(cè)氧化，這將導致3種后果:氧化層的絕熱作用引起金屬超溫、氧化皮的剝落在彎頭等處堵塞引起超溫爆管、剝落的氧化物顆粒對汽輪機前級葉片和噴嘴等的沖蝕。因此在過熱器、再熱

4、器等材料選擇中應充分考慮到抗蒸汽氧化及氧化層剝落性能。(4)熱疲勞性能:由于機組啟停、變負荷和煤質(zhì)波動引起的熱應力，對主蒸汽管道、聯(lián)箱、閥門等厚壁部件，材料的抗熱疲勞性能是與高溫強度同等重要的指標，應在保證強度的前提下盡可能選擇熱導率高和熱膨脹系數(shù)低的鐵素體耐熱鋼。wuhan university對 汽 輪 機而言，其中的轉(zhuǎn)子、葉片以及其他旋轉(zhuǎn)部件承受巨大的離心力，運行參數(shù)的提高對耐熱鋼的熱強性能提出了更高要求，而汽缸、閥門等由于溫度和壓力的提高也需要更好的熱強性能，高溫緊固件需要有更高的拉伸屈服強度和蠕變松弛強度，在蒸汽環(huán)境下的抗應力腐蝕能力以及足夠的韌性、塑性以避免蠕變裂紋形成。機組的啟停

5、、變負荷要求厚壁部件如轉(zhuǎn)子、缸體、閥門材料有低的熱疲勞和蠕變疲勞敏感性。對再熱蒸汽溫度高于593的低壓轉(zhuǎn)子還必須考慮材料的回火脆性。wuhan university火電機組用鋼主要有兩大類：奧氏體鋼和鐵素體鋼（包括珠光體、貝氏體和馬氏體及其兩相鋼）。奧氏體鋼比鐵素體鋼具有高的熱強性，但膨脹系數(shù)大，導熱性能差，抗應力腐蝕能力低，工藝性差，熱疲勞和低周疲勞（特別是厚壁件）也不及鐵素體鋼，且成本高得多。目前，超臨界和超超臨界機組根據(jù)采用的蒸汽溫度的不同，主要采用了以下三類合金鋼：（1） 低鉻耐熱鋼。包括1.25cr-0.5%mo(sa213 t11)、2.25cr-1mo(sa213 t22/p22

6、)、1cr-mo-v(12cr1mov)以及 912cr系的cr-mo與cr-mo-v鋼等，其允許主汽溫為538566。wuhan university（2） 改良型912鐵素體馬氏體鋼。包括9cr-1mo（sa335，t91/p91）、nf616、hcm12a、tb9、tb12等，一般用于566593的蒸汽溫度范圍。其允許主汽溫為610，30mpa再熱汽溫625；使用壁溫：鍋爐625650，汽機600620。（3） 新型奧氏體耐熱鋼。包括：18cr-8ni系，如sa213 tp304h、tp347h、tp347hfg、super 304h、tempaloy a-1等；20-25cr系，如hr

7、3c、nf709、tempaloy a-3等。這些材料的使用壁溫達650750，可用于汽溫高達600的過熱器與再熱器管束，具有足夠的蠕變斷裂強度和很好的抗高溫腐蝕性能。正是由于上述低鉻耐熱鋼和改良型912cr鐵素體型鋼的研制及使用成功，促進和保證了超超臨界機組的發(fā)展，并降低了超超臨界機組的造價，在經(jīng)濟上具備競爭力。目前，這些新型鋼已在歐洲和日本的電廠推廣應用，主蒸汽溫度最高達610。wuhan universitywuhan universitywuhan universitywuhan universitywuhan universitywuhan universitywuhan unive

8、rsity4.2 超超臨界機組實例7 4.2.1 日本川越電站日本川越火電廠的2700mw機組(32mpa、566566566)是當代具有代表性的超超臨界火力發(fā)電機組，其鍋爐為三菱重工制造的露天型直流輻射二級中間再熱直流爐。鍋爐最高溫的過熱器采用耐酸性能良好、符合asme標準的sa213p347h細粒鋼管，允許應力比原來su347htb鋼材高18，管壁厚減少14。高溫過熱器出口聯(lián)箱和主蒸汽管道采用asme標準的335p91鋼材，該材料比原用的stpa24高溫強度高，溫度571時的允許應力可提高1倍，使壁厚大為減薄。主蒸汽管也采用sa335p91鋼材，壁厚比以前的主蒸汽管薄，但壽命損耗以及熱膨脹

9、引起的管道反向力矩仍與以前相同。wuhan universitypcv(電動排泄閥)、pcv主閥門、主蒸汽管疏水閥等，由于使用條件都很苛刻，因此也采用sa213t91材料(鍛材)。川越火電廠700mw汽輪機為兩次再熱、凝汽式tc4f33.5型，是以單軸700mw超臨界壓力汽輪機為基礎(chǔ)的二次再熱式超超臨界滑壓運行的汽輪機，轉(zhuǎn)速3600rmin，由4個汽缸構(gòu)成，超高壓缸與高壓缸為對向流合缸結(jié)構(gòu)，中壓缸為單缸分流式，低壓缸為雙缸4排汽結(jié)構(gòu)。其中超高壓缸有6級葉輪，高壓缸有5級葉輪，雙流中壓缸左右各有5級葉輪，2個雙流的低壓缸各有6級葉輪。 汽缸和超高壓、高壓汽輪機的軸均采用12cr鋼。低壓轉(zhuǎn)子采用常

10、用的3.5nicrmov鋼，但要盡量去除p、s、sn、mn、si等不純微量元素的超靜子，有良好的防腐性能。考慮到12cr軸的熱傳導率低、硬度高，軸頸部分和推力軸承套采用crmov鋼制成熱套式結(jié)構(gòu)。wuhan university超高壓汽輪機前幾級葉片采用了可靠性高的鞍型葉片，材料為實際應用過的12cr鋼。為了不因高溫高壓而增加壁厚，因此噴嘴室采用12cr鋼，同時采用雙向進汽，減少熱應力。由于高溫高壓化，主汽閥和調(diào)節(jié)閥承壓部分本體材料采用12cr鑄鋼，再熱主汽閥使用1.25crmov鋼。 4.2.2 丹麥丹麥nv電廠電廠 丹麥nv電廠3號機組 (1998年10月投運)411mw機組(28.5mp

11、a580580580),汽輪機由gecalsthom公司采用沖動式設(shè)計，汽機入口壓力從28.5mpa分3級降到0.7mpa：通過超高壓缸(vhp)后蒸汽從28.5mpa降到7.8mpa返回鍋爐，通過高壓缸(hp)后蒸汽從7.4mpa降到2.0mpa返回鍋爐，通過高中壓缸(ip0)蒸汽從1.9mpa降到0.7mpa再到中壓一缸中缸二缸(ip1ip2)。wuhan universityvhp汽缸由3層缸(噴嘴室、內(nèi)缸和外缸)組成。vhp汽缸噴嘴室由9cr鑄造材料制成。通過調(diào)速級反動式設(shè)計引起反向冷氣流，使內(nèi)缸和調(diào)速級轉(zhuǎn)子逐漸冷卻。轉(zhuǎn)子由10cr材料制成。在超高壓缸通汽部分，葉片由12cr抗蠕變材料

12、制成，安裝在轉(zhuǎn)子上，并用整體圍帶連續(xù)連接，以達到減幅和避免共振。第一級隔板選用小弧弦導葉，第一隔板采用抗蠕變的12cr材料，最后一個隔板采用12cr材料，以滿足轉(zhuǎn)子的熱膨脹系數(shù)。內(nèi)缸上下兩部分在水平鉚接處由鎳80a和12cr螺栓固定在一起，材料與噴嘴室完全相同，上缸的理想中心由水平連接支持保證，通過隔板的圍帶和噴嘴室防止強烈對流。lpllp2汽缸都是標準設(shè)計，內(nèi)缸采用9cr鋼，低壓轉(zhuǎn)子由奧氏體材料制造，螺帽與內(nèi)缸一樣采用鎳80a鋼。wuhan university鐵素體耐熱鋼鐵素體耐熱鋼wuhan university是日本住友金屬株式會社在我國g102（12cr2mowvtib）基礎(chǔ)上，將碳

13、含量從0.08-0.15%降低至0.04-0.10%、mo量從0.50-0.65%降低至0.05-0.30%、提高w量從0.30-0.55%至1.45-1.75%，并形成以w為主的w-mo的復合固溶強化，加入微量nb和n形成碳氮化物（主要為vc、vn，m23c6和m7c3）彌散沉淀強化，而研制成功的低碳低合金貝氏體型耐熱鋼，近年由asme code case 2199-1批準，牌號為t23。該鋼的前身、我國的g102在國內(nèi)的大型電站鍋爐上已經(jīng)得到廣泛應用。t23（hcm2s）鋼時效前后的力學性能和金相組織差異小；焊接性能好，優(yōu)于我國的g102；耐蝕性較好；室溫強度和沖擊韌性較g102為佳，其許

14、用應力也基本相同。至少等同于我國的g102、而優(yōu)于sa213-t22和我國的12cr1mov。總的說來，hcm2s的優(yōu)點較多，由于g012在我國的鍋爐中已經(jīng)成功應用多年，hcm2s鋼在國內(nèi)等同代替g102完全可行。 t23(hcm2s)wuhan universityt91/p91t91/p91 鋼是一種改進的9cr- 1mo 鋼, 在美國試驗材料學會(astm)和美國機械工程師學會(asme) 標準中, t91代表鍋爐用小管子, p91 代表大直徑鋼管, f91 代表鍛鋼。法國在nfa標準中用tuz10cdvnb09- 01 表示。德國曼內(nèi)斯曼鋼管公司用x10crmovnb9- 1 表示。t

15、91/p91 鋼具有優(yōu)良的高溫蠕變性能, 日益廣泛地應用于亞臨界及超臨界火力發(fā)電機組的主蒸汽管道和高溫再熱蒸汽管道, 顯示出了優(yōu)異的綜合性能。目前, 世界上幾個主要鋼管供應商, 如德國曼內(nèi)斯曼、日本住友、法國瓦魯海克、美國萬門格登公司生產(chǎn)的t91/p91 鋼管已經(jīng)在世界上幾十個國家和地區(qū)的數(shù)十座發(fā)電廠的鍋爐過熱器、再熱器和主蒸汽管道上采用。wuhan university1. t91/p91 鋼的技術(shù)性能t91/p91 鋼是美國橡樹嶺國家實驗室1975- 1976 年研制的新型耐熱鋼。它本身具有比較高的耐疲勞強度和良好的抗氧化性能, 其最高使用溫度可以達到650, 在620以下可替代部分奧氏體

16、不銹鋼使用。在法國標準nfa49213 中, p91 鋼室溫抗拉強度最大值可達770mpa。t91鋼具有相當高的抗拉強度和細微晶粒結(jié)構(gòu)。在540610范圍內(nèi), t91/p91 鋼的許用應力明顯高于t22/p22、tp304h和x20 鋼。該鋼是在a stm a 2l3 t 9 鋼的基礎(chǔ)上, 降低碳含量, 增加微量合金元素n b、v , 控制n、a l 含量而獲得, 其主要用于電站鍋爐高溫過熱器、高溫再熱器管、石油裂化裝置的爐管、高溫用管道和集箱等。根據(jù)蒸汽溫度及壓力情況, 我國在火力發(fā)電廠300mw 機組受熱面管系高溫段均采用t 9l 鋼管。wuhan universityt91 鋼通過限制碳

17、含量、添加v、nb、n 等元素, 利用固溶和沉淀強化、微合金化、控軋、形變熱處理及控冷從而獲得的一種強度和韌性俱佳的耐熱鋼。釩與鈮都是強碳化物形成元素, 加入后能與碳形成細小而穩(wěn)定的合金碳化物。加入鈮后會與碳、氮形成nb(cn), 有效地產(chǎn)生彌散強化, 提高高溫強度。為提高高溫強度, 在使用期間使鋼中各碳化物能緩慢析出, 必須將釩含量控制在0.25%以下。t91 鋼中含微量的氮和鋁, 氮的作用在于固溶強化和穩(wěn)定組織。此外, 氮與鋁能形成a1n。a1n 在1100以上溶入基體, 在較低溫度下又重新析出, 能起到較好的彌散強化作用。wuhan universityt91/p91該鋼的主要特點在于高

18、溫持久性能和蠕變性能優(yōu)異。良好的沖擊性能, 與奧氏體不銹鋼tp347 相比, 傳熱性能好, 效率高, 抗應力腐蝕開裂及晶界腐蝕性好, 熱膨脹系數(shù)小, 管道約束點、連接處應力小,制造安裝過程中無異種鋼焊接問題, 價格只有奧氏體不銹鋼的1/3- 1/2。該鋼已被許多工業(yè)發(fā)達國家標準承認。t91/p91 鋼在高溫下具有比較高的蠕變和持久強度及許用應力。因此, 采用它可以減小管子壁厚, 使整個管道系統(tǒng)重量減輕。從而可相應改變管道的支承結(jié)構(gòu), 節(jié)省支吊架的材料費用。此外, 管壁減薄能起到很好的節(jié)約資源的作用。wuhan universitywuhan university金相組織金相組織t91 鋼在正火

19、并經(jīng)730760 回火熱處理后,金相組織呈典型的馬氏體骨架結(jié)構(gòu),導致m23c6 鉻碳化物沉淀在馬氏體骨架的邊緣,并形成mx 形v/nb 碳氮化物。在較粗的m23c6 碳化物及內(nèi)部較細的沉淀轉(zhuǎn)換成細箔之后,會發(fā)現(xiàn)次晶粒內(nèi)較大的位錯密度,這種具有高位錯密度的細次晶粒結(jié)構(gòu)是t91 鋼高蠕變強度的決定因素。物理性能物理性能電站所用的鋼種,最關(guān)心的物理性能是材料的熱膨脹系數(shù)和導熱性。t91 鋼的彈性模數(shù)、線膨脹系數(shù)、熱傳導系數(shù)等主要物理性能數(shù)據(jù)列入表4。wuhan university圖1 表示t91 ,x20 (x20crmov121) ,t22 (10crmo910)和tp316ln 的物理性能比較

20、曲線。鋼的物理性能與化學成分和晶體結(jié)構(gòu)有關(guān)而與微結(jié)構(gòu)無關(guān)。也就是說x20 和t91 有相似的物理性能, 而t22 和tp316ln 則由于化學成分和晶格結(jié)構(gòu)不同造成它們與t91 的物理性能有較大的差異。特別是與不銹鋼相比,t91 具有低的熱膨脹系數(shù)和良好的導熱性,是一種物理性能較好的管道用熱強鋼。使用t91 鋼可以減少膨脹應力和由溫度梯度(僅對厚壁p91 管件而言) 產(chǎn)生的熱瞬態(tài)應力。wuhan universitywuhan universityt91 和em12、x20 鋼的沖擊功與溫度關(guān)系見圖2。t91 鋼具有相當高的抗拉強度和細微晶粒結(jié)構(gòu),它的沖擊韌性和脆性溫度均明顯優(yōu)于同類的x20和

21、em12 鋼。沖擊韌性沖擊韌性wuhan universityt91 鋼比常用的t22 鋼有更高的持久強度和許用應力,試驗表明在550 / 10 萬h 的持久強度值,t91 是t22 的2 倍。表6 中列出了t91 鋼與t22、x20、tp304h和12cr1mov 鋼在不同溫度下的許用應力。可以看出,在540610 范圍內(nèi)t91 鋼的許用應力明顯高于t22、tp304h和x20 鋼,但在600 以上,隨著溫度的升,t91 鋼的許用應力下降速度要比tp304h快,因此,目前只用于溫度在640 以下工作條件的鍋爐管。高溫蠕變持久強度和許用應力wuhan universitywuhan unive

22、rsity熱處理熱處理在試驗和實踐基礎(chǔ)上各國對t91 鋼都建立了相應的熱處理程序,基本上大同小異,見表7。采用熱處理方法,可以使t91 鋼具有穩(wěn)定的抗蠕變強度,又降低硬度,保持良好的韌性,易于加工。wuhan university焊接性1978 年美國橡樹嶺國家實驗室最早開展了t91鋼的可焊性研究,后來法國、日本、英國的研究機構(gòu)都相繼開展了這方面的工作,主要進行焊接熱裂紋、焊根裂紋、v 形坡口、氧敏感性、消除應力裂紋、預熱溫度以及焊件的拉伸蠕變特性等試驗。結(jié)果表明該材料焊接性優(yōu)于tp304h 和x20 鋼,而且給出了較成熟的焊接工藝和方法。t91 鋼可以采用電弧焊接方法 包括氬弧焊(tig)

23、進行焊接。典型的有smaw、sam、gmaw 等焊接工藝。德國規(guī)定t91 鋼可按所有現(xiàn)行方法進行焊接,預熱溫度和層間溫度在180250 之間,在這種預熱溫度下焊接不會出現(xiàn)裂紋。焊條和焊劑的化學成分,應使焊縫和母材一致或接近,使焊接金屬具有與母材相同或更好的蠕變和持久強度。wuhan university對異種金屬的焊接,德國已有x20 與t22 焊接的成功經(jīng)驗,t91 與t22 焊接也可以采用類似的方法。t22 和t91 的焊接用與t22 相匹配的焊接材料。由于t22 與t91 焊接部位有一個脫碳區(qū),如果用t22 焊條焊接,必須注意保證焊縫金屬的含碳量足夠高,以滿足持久強度的要求。根據(jù)法國的試

24、驗研究,t91 及其異種金屬的焊接有如下要求: (1) t91 + t91 ,可以選用t9 或t91焊條,預熱溫度200 。(2) t91 + x20 ,用t91 焊條,預熱溫度250 ,焊后緩冷至80100 ,在750以上溫度回火。(3) t91 + t22 ,用t22 (2 1/ 4cr21mo) 焊條,預熱溫度200 ,焊后緩冷至室溫,在700725 下回火。(4) t91 + tp304h ,用inconel82 焊條,預熱200 ,焊后冷卻至室溫,在700730回火。以上幾種焊接的焊后熱處理時間一般都在30 min 左右。異種鋼焊接wuhan university彎曲及其他性能彎曲及

25、其他性能t91 鋼管采用冷彎或熱彎都沒有困難,一般采用冷彎方法。對彎管受拉、受壓和中性3 個區(qū)域進行室溫和600 下的拉伸試驗,結(jié)果與管子初始狀態(tài)基本相同。v 型坡口試樣沖擊試驗證明,韌性也較高,與管子初始狀態(tài)沒有差別。當彎管半徑與管子外徑之比在1. 31. 8 條件下,冷彎后10 萬h 下的高溫持久強度下降約10 % ,在允許的變化范圍內(nèi)。另外,在540600 溫度內(nèi)100 104 周期疲勞試驗證明, t91 的抗疲勞性能優(yōu)于t22 和tp304h ,t91 的抗高溫氧化性也遠遠高于t22 鋼。wuhan university是日本新日鐵在t91基礎(chǔ)上，對成分做了進一步完善改進、采用復合-多

26、元的強化手段，適當降低mo含量至0.30-0.60%、加入1.50-2.00%的w并形成以w為主w-mo的復合固溶強化，加入n形成間隙固溶強化，加入v、nb和n形成碳氮化物彌散沉淀強化以及加入微量的b（0.001-0.006%）形成b的晶界強化，從而研制開發(fā)的新型鐵素體耐熱合金鋼。此鋼在日本稱為nf616；現(xiàn)已納入asme sa-213標準。t92與t91一樣，具有比奧氏體鋼更為優(yōu)良的熱膨脹系數(shù)和導熱系數(shù)，其具有極好的持久強度、高的許用應力、良好的韌性和可焊性。其持久強度許用應力較t91更高，在650的持久強度許用應力為t91的1.6倍；且具有較好的抗蒸汽氧化性能和焊接性能，與t91基本相同。

27、t92/p92（nf616）wuhan university在國家“863計劃” 項目之一的“超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)” 項目中, t92 鋼是超超臨界鍋爐主蒸汽管道的首選材料。該鋼是在原9cr- 1mo鋼中加入v, nb, w等合金元素,用v, nb微合金化并控制b和n含量, 具有良好的抗高溫氧化和抗蠕變性能, 在550 650 的許用應力明顯高于10crmo910, tp304, x20crmov121 鋼。其抗熱疲勞性高于奧氏體不銹鋼, 熱導率和膨脹系數(shù)遠優(yōu)于奧氏體不銹鋼。目前, 美、日、德等工業(yè)發(fā)達國家對t92 等鐵素體鋼的全面試驗研究正在進行, 而國內(nèi)對t92 等鐵素體鋼系統(tǒng)、全面的試驗

28、研究還不多見1。自2005年在我國百萬kw燃煤發(fā)電鍋爐中首次使用, 經(jīng)過1 a 多的實驗室試驗和現(xiàn)場施工考驗,現(xiàn)把有關(guān)材料的焊接和熱處理工藝性能試驗研究情況總結(jié)如下。t92/p92wuhan universityt92鋼的化學成分和性能特點t92鋼在正火和回火狀態(tài)下使用, 其ac1點在800835 之間, ac3點在900920 之間。隨著冷卻過程的進行, t92鋼從奧氏體組織完全轉(zhuǎn)化為最高硬度值小于hv450的馬氏體組織。ms點大約在400 左右, mf點在100 左右2。t92鋼是一種高合金鐵素體耐熱鋼, 它是在t91鋼的基礎(chǔ)上, 通過超純凈冶煉、控軋技術(shù)和微合金化工藝改進的一種細晶強韌化

29、熱強鋼。其提高了鋼的高溫蠕變斷裂強度, 并通過控制較低的碳含量, 保證了材料良好的加工性能。wuhan universityt/p92 特性如表1 所示, t/p92 的化學性能與t/p91 非常相似, 但t/p92 中有鎢(w) 和較少的鉬(mo) 。表2 給出了t/p92 重要的物理性能。就機械性能而言, 雖然t/p92 的屈服強度低于t/p91, 但t/p92 的抗拉強度在室溫下大于t/p91。t/p92 的抗蠕變破壞強度在溫度范圍高于667 ( 1 200 f) 時也好于t/p91。顯然, t/p92 的抗蠕變破壞強度在溫度567667 ( 1 0201 200 f) 期間保持恒定,

30、這是高溫高壓管道應用中很有價值的性能。t/p92 的加工由于t/p92 與t/p91 的化學性能非常相似, 因此它們的冶金性能也相似。相同的性能使t/p91 的強度與t/p92 的也相同, 這些性能都是鋼材微觀結(jié)構(gòu)的功能。與t/p91 相同, t/p92 的微觀結(jié)構(gòu)對化學和熱處理、冷加工( 雖然不像t/p91 那樣明顯) 和材料加工環(huán)境很敏感。wuhan university化學和熱處理。t/p91 和t/p92 的下限轉(zhuǎn)變溫度( ac1) 、上限轉(zhuǎn)變溫度( ac3) 、馬氏體形成開始和結(jié)束溫度(ms 和mf) 都非常相似。因此, 影響t/p91 焊后熱處理溫度( pwht) 的因素同樣也影響

31、著t/p92。2 種鋼材的正火和退火溫度正火溫度為1 0551 100 ( 1 9001 980 f) 之間, 退火溫度為767797 ( 1 3801 435 f) 之間相同。退火溫度對材料屈服強度、抗拉強度和硬度的影響對于t/p91 和t/p92 均相似。然而, 據(jù)報道, 當退火溫度超過ac1 以后, t/p92 拉力和強度的增加比t/p91 小。wuhan university冷加工。t/p92 的應變水平在要求部件進行正火和退火處理前可達到20%左右。加工環(huán)境。與t/p91 相同, 必須控制t/p92 材料的加工環(huán)境。如果t/p92 材料的焊后熱處理溫度足夠低( 低于退火溫度) , 它

32、就會對應力裂紋( scc) 變得敏感。如果環(huán)境不夠清潔和干燥, 這類敏感性會增加。t/p92 在焊接狀態(tài)下也會對scc 敏感。如果t/p92 焊接和熱處理之間有足夠的時間延續(xù)( 特別是在潮濕的環(huán)境下) , t/p92 對scc 的靈敏度會增加。t/p92 的焊接: 美國電力研究院( epri) 上世紀90 年代開始了對t/p92 的可焊性研究計劃, 美國許多研究機構(gòu)參與了這項研究, 歐洲和日本隨后也加入了。從那時起, 所有通用的工藝均能成功地焊接t/p92, 包括鎢極氣體電弧焊(gtaw) 、埋弧焊( saw) 和保護金屬電弧焊( smaw) 。雖然所用的焊接工藝與t/p91 相同, 但焊接t

33、/p92 不同處在于合適的焊接消耗品開發(fā)上。wuhan university與t/p91 一樣, t/p92 的焊接也對化學、熱處理和加工環(huán)境敏感。焊接材料的化學成份是保持材料原有強度最具影響的因素之一。有5 種元素對焊接性能影響最大。氮: 由于氮形成碳氮物, 氮會影響t/p92 的蠕變破壞強度, 增加鋼材的屈服強度和抗拉強度, 但是降低撓性和韌性。錳和鎳: 在加工過程中,這2 種元素對t/p92 的ac1 和ac3 溫度的影響很大。隨之, 這些溫度又影響著材料的焊后熱處理溫度和焊口的韌性。鈮: 鈮對材料的韌性有負面影響, 但對蠕變強度的影響與下述硼相同( 釩也相同) 。硼: 硼對材料的蠕變特

34、性有很大的影響。在規(guī)范中應使硼保持在較低的范圍內(nèi), 以達到最佳的焊接特性和避免降低沖擊強度。wuhan universityt92鋼管性能優(yōu)良，使用溫度可達650。可部分替代tp304h和tp347h奧氏體不銹鋼管，制造金屬壁溫不超過650的亞臨界、超臨界乃至超超臨界的電站鍋爐的高溫過熱器和再熱器管等受壓部件，避免或減少異種鋼接頭，改善鋼管的運行性能。其同樣也可用作為壓力容器和核電高溫受壓件用鋼。該鋼作為將來、現(xiàn)有鍋爐的最高溫度區(qū)以及超臨界壓力鍋爐管子用鋼，將能得到廣泛應用。wuhan university是日本住友金屬株式會社以德國x20crmov121為基研制的hcm12中，降低了x20c

35、rmov121(f12)的碳含量，在鋼中加入1%的w和少量的nb，形成w-mo的復合固溶強化和更加穩(wěn)定的細小碳化鈮彌散沉淀強化，提高組織穩(wěn)定性和高溫強度）的基礎(chǔ)上，進一步調(diào)整成分：提高w含量至2%左右、降低mo含量至0.25-0.60%，還加入1%左右的cu和微量n 、b，形成以w為主的w-mo復合固溶強化、氮的間隙固溶強化、銅相和碳氮化物的彌散沉淀強化的多種強化，從而研制而成的12%cr的低碳合金耐熱鋼。在正回火狀態(tài)下鋼中的主要沉淀相為vc、vn，m23c6。近年由asme code case 2180-2批準，牌號定為t122。t122（hcm12a）wuhan universityt12

36、2（hcm12a）鋼時效前后的力學性能差異很小；金相組織類同母材的原始組織；時效對沖擊韌性有一定影響，但經(jīng)長期時效后仍具有一定的沖擊韌性；焊接性能良好；并具有較高的組織穩(wěn)定性和高溫強度、抗氧化性能和抗腐蝕性能。與t91相比，其在高溫650時的持久強度、抗氧化性能和抗腐蝕性能更優(yōu)；與奧氏體不銹鋼相比，奧氏體不銹鋼在高溫下的持久強度和抗氧化性能雖優(yōu)于hcm12a，但奧氏體鋼的應力腐蝕或晶間腐蝕卻是一個難題。用hcm12a無此類問題。t122（hcm12a）鋼管性能優(yōu)良。該鋼的最高使用溫度為650。完全可用于制造先進的超臨界鍋爐機組的材料，可用于制造大型電站鍋爐金屬壁溫不超過650的過熱器和再熱器。

37、該鋼在600-650的鍋爐過熱器和再熱器上可部分代替tp304h和tp347h，具有良好的經(jīng)濟價值。wuhan universitye911 鋼是在t91 鋼之后由歐洲多個國家cost 研究設(shè)計的,該鋼從1 060 的奧氏體化溫度冷到室溫時的組織為馬氏體,使用態(tài)為正火加回火組織。由德國vallourec & mannesmann 公司提供的e911 鋼的持久試驗已做到30000h 。e911鋼在600 下外推105h 的持久強度為118mpa ,而t91 鋼為90mpa。e911 鋼的高溫蠕變斷裂強度超過tp300 系的奧氏體不銹鋼,具有優(yōu)良的斷裂韌性、抗熱腐蝕性、可加工性和可焊性,引

38、起了人們的極大關(guān)注。其600 的105h 持久強度比t91 鋼高30 % ,也高于tp304h 鋼、tp321h 鋼和tp347h 鋼的持久強度。總之,研究、比較和評價e911 鋼管在常溫和高溫下的各種力學性能,對e911 鋼管的應用和推廣具有重要的實際意義。e911wuhan universitywuhan university進一步提高鋼的持久強度可通過添加鎢來實現(xiàn),鎢起固溶強化作用,并且鎢可降低m23c6 碳化物的長大速度,沉淀強化導致富w laves 相的析出和過時效顆粒的脆化,基于這種情況, e911 鋼的鎢含量為0. 90 %1. 10 %。e911 鋼與t91 鋼成分上的差別是前

39、者加入了鎢和硼,硼起強化晶界的作用,從而提高持久強度。9 %12 % cr 鋼的特點是它們空淬成馬氏體的能力,如100mm 厚的斷面可空淬成馬氏體。而淬火馬氏體經(jīng)正火和回火熱處理后形成的回火馬氏體,在回火時得到了高的、均勻的位錯密度和細小顆粒的密集碳化物、氮化物的析出。細小的碳化物和氮化物顆粒的分布和高溫穩(wěn)定性是造成高持久強度的關(guān)鍵。e911 鋼中的平衡析出物是m23 c6 ,mx ,m2x和laves 相,m23c6 碳化物通過阻礙晶粒長大來增加持久強度,m23c6 的熱穩(wěn)定性相當高。通過增加強化相m23c6 的量使600 的持久強度提高約50 %。mx 析出物的熱穩(wěn)定性非常高,這能解釋它們

40、對持久強度巨大的影響。wuhan universityp122 馬氏體鋼該材料在p91 的基礎(chǔ)上，通過增加cr 含量來提高其耐高溫腐蝕性能，同時添加少量的b以及用w 代替部分mo來提高該材料的高溫蠕變強度。通過添加適量的cu 來抑制鐵素體的形成，改善該鋼的韌性，其化學成分見表2，機構(gòu)性能見表3。wuhan universitywuhan university當前實際應用的鐵素體耐熱鋼最高運行蒸汽溫度為620左右，當前實際運行的火電機組中,當溫度高于620 c時,多采用奧氏體耐熱鋼代替鐵素體耐熱鋼。目前國外材料研究機構(gòu)正致力于開發(fā)可在650 下工作的新型鐵素體耐熱鋼,其中開發(fā)途徑之一便是在11

41、% cr 鋼的基礎(chǔ)上添加co ,表1 中的vm12 是德國瓦盧瑞克曼內(nèi)斯曼鋼廠開發(fā)的新型鐵素體耐熱鋼,其設(shè)計目標是能夠滿足650 下的抗蠕變及抗蒸汽氧化要求。vm12wuhan university濟南鍋爐集團有限公司wuhan university見圖4。試驗結(jié)果表明p92、12cr %、vm12 鋼的抗高溫蒸汽腐蝕能力逐漸增強。比較p92 和12cr %的蒸汽腐蝕結(jié)果,雖然x20 的cr 的含量提高了,但在650c下的高溫蒸汽腐蝕仍然很嚴重。 vm12 鋼的抗蒸汽氧化最好,這是由于b 鋼中si 含量增加的結(jié)果,研究表明,通過提升si 含量來提高抗氧化性的作用比提高cr 含量的效果更加明顯,

42、但應注意防止鐵素體的形成問題。wuhan universitynf12、save12鋼是為了提高超超臨界鍋爐效率急需開發(fā)能夠用于650的鐵素體熱強鋼。通過對12cr-w-co鋼的研究，表明高的鎢和低的碳含量能夠提高蠕變斷裂強度，而且co的存在可以避免鐵素體的形成。nf12鋼的蠕變斷裂強度高于p92、p91和f12鋼。相信不久的將來，這種蠕變強度優(yōu)良的nf12鋼一定能用于34.3 mpa、650的超超臨界鍋爐中。 nf12、save12wuhan university奧氏體耐熱鋼wuhan university 沿晶腐蝕：腐蝕沿著金屬或合金的晶粒邊界或其它的鄰近區(qū)域發(fā)展，晶粒本身腐蝕很輕微，這種

43、腐蝕便稱為沿晶腐蝕，又叫作晶間腐蝕。 wuhan university 應力腐蝕開裂（應力腐蝕開裂（scc, scc, 簡稱應力腐蝕）：它是在拉簡稱應力腐蝕）：它是在拉應力和特定的腐蝕介質(zhì)共同作用下發(fā)生的金屬材料應力和特定的腐蝕介質(zhì)共同作用下發(fā)生的金屬材料的破斷現(xiàn)象。的破斷現(xiàn)象。 wuhan university是asme sa-213標準中的成熟鋼種，為含有較多的cr和ni奧氏體不銹鋼；我國gb5310-95中的1cr18ni9與該鋼類似。該鋼具有良好的組織穩(wěn)定性，較高的持久強度、抗氧化性能、同時具有良好的彎管和焊接工藝性能等加工性能。但對晶間腐蝕和應力腐蝕較為敏感；且由于合金元素較多，容易

44、產(chǎn)生加工硬化，使切削加工較難進行；其熱膨脹系數(shù)高，導熱性差。主要用于制造亞臨界、超臨界壓力參數(shù)的大型發(fā)電鍋爐的高溫過熱器、高溫再熱器、屏式過熱器的高溫段以及各種耐高溫高壓的管件等部件；對于承壓部件，最高工作溫度可達650；對于抗氧化部件，其最高抗氧化使用溫度可達850。另外，該鋼也可用于制造在低溫浸蝕性介質(zhì)中工作的容器、閥、管道等以及要求耐腐蝕性的非磁性部件。但由于具有奧氏體鋼所具有的缺點，tp304h鋼用于承壓部件上時，有可能在某種程度上，被t92和hcm12a部分替代。tp304hwuhan university由圖2 可見,隨溫度的升高,原材料試樣氧化增重(w) 大體呈直線趨勢增大. 在

45、低溫區(qū)噴丸有加速氧化的作用, 在650 以上, 噴丸處理逐漸顯示出提高抗氧化性能的作用, 在730 ,0163 mpa 條件下與未處理樣品的氧化增重差值達到最大, 僅為原材料試樣的1/ 3. 繼續(xù)提高溫度,噴丸效果快速減弱.wuhan university噴丸處理使tp304 h鋼氧化增重隨溫度的變化脫離了直線趨勢, 中等噴丸強度在較低溫度區(qū)段有利于抗氧化性能的穩(wěn)定, 隨噴丸強度的增大這種變化更加明顯. 其中,015 mpa 強度噴丸試樣的增重曲線低溫段幾乎不隨溫度變化;0163 mpa噴丸試樣在690 730 出現(xiàn)了氧化增重量隨溫度的升高而下降的現(xiàn)象, 說明表面氧化膜的物相構(gòu)成發(fā)生了變化,

46、形成了選擇性氧化而使氧化常數(shù)減小6 . 由圖中曲線走勢推斷, 噴丸處理對氧化動力學的影響程度取決于噴丸強度和氧化溫度,且存在極值現(xiàn)象. 繼續(xù)升高溫度,噴丸改善抗氧化性能的效果將趨于消失.wuhan university金相組織金相組織tp304h鋼屬于固溶強化型奧氏體不銹鋼,鋼管的供貨狀態(tài)是經(jīng)過固溶處理,組織為單相奧氏體。圖1 為電解浸蝕的tp304h 新管的金相組織,組織為奧氏體及孿晶。wuhan universitywuhan universitytp304h鋼新管的組織為單相的奧氏體,耐蝕性較強,晶界不易浸蝕,隨著運行(或超溫) ,晶界逐漸有碳化物析出,合金元素從固溶體中向碳化物遷移,晶

47、界附近固溶體中合金含量降低,碳化物逐漸聚集長大,在局部晶界形成鏈狀碳化物,造成晶界貧鉻,逐漸形成晶間腐蝕,隨著碳化物繼續(xù)聚集長大,產(chǎn)生晶界網(wǎng)狀裂紋,發(fā)生過熱爆管。另外,超溫嚴重時,還有相析出。富鉻的相形成后,使固溶體中產(chǎn)生的貧鉻區(qū),發(fā)生不均勻氧化和晶間腐蝕,導致鋼的抗氧化性降低,晶間腐蝕敏感性增加,同時,降低鋼的沖擊韌性和塑性。碳化物分析表明:析出的主要為fe 、cr 的碳化物,晶界附近合金鉻含量降低,增加了間腐蝕敏感性,晶界易于腐蝕,使材質(zhì)強度降低。隨著運行(或超溫) ,鋼的室溫抗拉強度b 逐漸減小,爆口附近的強度約為新管的80 %; 高溫(540 ) 抗拉強度b 也減小,而且下降幅度更大、

48、更明顯。wuhan university為鉻鎳鈮奧氏體不銹鋼；我國gb5310-95將該鋼列入其中，牌號為1cr19ni11nb，此鋼也為成熟鋼種。由于該鋼是用鈮穩(wěn)定的奧氏體鋼，故其具有較好的抗晶間腐蝕性能、較高的持久強度、良好的組織穩(wěn)定性和抗氧化性能，此外還具有良好的彎管和焊接性能；其綜合性能優(yōu)于tp304h。但由于合金元素較多，與tp304h一樣，容易產(chǎn)生加工硬化，使切削加工較難進行；其熱膨脹系數(shù)高，導熱性差；故在與異種鋼焊接并在高溫下使用時，須考慮兩種材料的膨脹系數(shù)和高溫強度匹配問題。tp347h鋼管性能優(yōu)良。主要用于制造亞臨界、超臨界壓力參數(shù)的大型發(fā)電鍋爐的高溫過熱器、高溫再熱器、屏式

49、過熱器的高溫段以及各種耐高溫高壓的管件等部件；對于承壓部件，最高工作溫度可達650；對于抗氧化部件，其最高抗氧化使用溫度可達850。但由于具有奧氏體鋼所具有的缺點，此種耐熱鋼用于承壓部件上時，同樣有可能在某種程度上，被t92和hcm12a部分替代。tp347hwuhan university鍋爐高溫過熱器材質(zhì)均為sa213-tp347h，自168試運行通過后，在累計運行時間不到1000小時內(nèi)，即于2006年5月30日、7月2日和7月22日、8月28日相繼發(fā)生4次下部彎管內(nèi)側(cè)周向裂紋泄漏故障，外數(shù)第3圈、第4圈管子上各發(fā)生兩次。 wuhan universitywuhan universityw

50、uhan university是由日本住友金屬株式會社和三菱重工在tp304h的基礎(chǔ)上，通過降低mn含量上限，加入約3%的cu、約0.45%的鈮和微量的n，使該鋼在服役期運行時產(chǎn)生非常細小而彌散的富銅相沉淀于奧氏體母相內(nèi)的沉淀強化以及nbc、nbn、nbcrn和m23c6的強化作用，而得到很高的許用應力的一種新型的奧氏體不銹鋼鍋爐管，目前已經(jīng)納入日本miti標準，近期很有可能asme規(guī)范也會予以批準。super304h鋼管有極高的許用應力、且綜合性能優(yōu)良。該鋼的最高使用溫度為700。該鋼在日本火電廠主要用于制造過熱器和再熱器的高溫段等部件。由于其性能優(yōu)良，無論從經(jīng)濟性和可靠性看，它都是今后超臨

51、界機組鍋爐中過熱器和再熱器鋼管的重要材料，且具有良好的經(jīng)濟價值。super304hwuhan universitysuper304h 中, cu 和nb 含量是從蠕變斷裂強度、蠕變斷裂韌性、硬度和耐腐蝕的角度確定的。由于長期在服役溫度下老化的韌性損失,高溫下影響抗拉強度的氮含量上限確定為0. 12 %。super304h 的優(yōu)良性能主要得益于很細富銅相的沉淀強化作用, 很細的富銅相可以相互參與地沉淀在奧氏體中。m23c6 ,nb (c ,n) 和nbcrn 的沉淀加強作用可增加蠕變斷裂強度。圖1 概括了su2per304h 的增強機理。由于細晶粒結(jié)構(gòu)和nb 的增加,使super304h 抗蒸汽

52、氧化和耐熱腐蝕的性能大幅度提高。super304h 的光學微觀組織中幾乎沒有塊狀相,其微觀組織穩(wěn)定性足夠。super304h 材料的化學成分如下:c 為0. 07 %0. 13 %; si 0. 3 %; mn 0. 5 %; p 0. 045 %; s 0. 03 %; cr 為17. 0 %19. 0 %;ni 為7. 5 %10. 5 %;cu 為2. 5 % 3. 5 %; nb 為0. 3 % 0. 6 %; n 為0. 05 %0. 12 %wuhan universitywuhan university機械性能機械性能表1 是super304h 管的強度數(shù)據(jù)。由于氮的固溶加強影響

53、,強度和0. 2 %彈性極限應力高于普通的18cr - 8ni 不銹鋼,韌性幾乎和tp347h 一樣。wuhan university取樣管在室溫和600 的拉伸性能見圖2 , 3。隨服役時間增加, 室溫下抗拉強度和0. 2 %彈性極限應力在2. 5 年后變高,6. 5 年后趨近穩(wěn)定。在600下的抗拉強度很少改變。在室溫和600 下,super304h 的強度高于tp321h 和細晶粒tp347h。wuhan universitywuhan university蠕變斷裂性能蠕變斷裂性能super304h 取樣管的蠕變斷裂性能見圖4。服役10 年后,管的蠕變斷裂強度還在原始材料的強度范圍內(nèi)。圖4

54、 表明:在高溫和較長的斷裂時間下,斷裂應力具有良好的線性。105 h 的平均斷裂強度用larson- miller 參數(shù)法估算得到。試驗表明:super304h 的105 h 外推蠕變斷裂強度值比tp347h 高20 %, 這是由于細富銅相的沉淀強化作用。wuhan universitywuhan universitysuper304h 在高溫條件下具有優(yōu)良的性能,能滿足超超臨界鍋爐所需在高參數(shù)下保持高機械強度的要求。在同樣的溫度和壓力下, 使用super304h 與超臨界使用的合金材料比較, 爐管壁厚大幅減少。因此,相應的單位長度重量明顯減少,同樣受熱面積所用的鋼材隨其性能的提高而用量減少。

55、表5 為super304h 和幾種鋼材用作受熱管時的壁厚。wuhan university是一種用于高參數(shù)、超超臨界鍋爐受熱面管的新材料,由于細銅相的沉淀強化作用和nb 成分的摻加, 增強了super304h 的蠕變斷裂強度,在高溫下具有優(yōu)良的機械性能和抗蒸汽氧化和耐熱腐蝕的性能, 可以在650 以下長期運行。經(jīng)過多次現(xiàn)場測試,結(jié)果表明:super304h 可作為鍋爐過熱器和再熱器管長期使用,其機械性能、蠕變斷裂性能、抗蒸汽氧化性能和焊接、彎曲等加工后的性能完全能滿足要求。super304h 除滿足鍋爐用管的基本性能外, 還使受熱面壁厚減少、總重量降低、總成本下降, 這些優(yōu)點都給新材料supe

56、r304h 的使用帶來光明的市場前景。super304h (0. 1c18cr9ni3cunbn)wuhan universitywuhan university是與tp347h成分相同、而加工制造、處理工藝不同的鉻鎳鈮奧氏體不銹鋼。日本住友是針對tp347h存在的兩個問題（一是tp347h的煙汽側(cè)在熱循環(huán)作用下會產(chǎn)生氧化層剝落、進而在彎管處產(chǎn)生阻塞導致過熱和失效；二是剝落的氧化物會被帶入汽輪機，使汽輪機產(chǎn)生嚴重的侵蝕）進行了改進：利用微細的鈮碳化物（nbc）的溶解和沉淀機理，采用新的、較高的固溶處理溫度的熱處理工藝使得tp347h的晶粒大大地細化。室溫、高溫力學性能與tp347h基本相同。由

57、于該鋼是用鈮穩(wěn)定的奧氏體鋼，且晶粒明顯細化，持久強度比asme規(guī)范的規(guī)定值高約20%，焊接性能、疲勞性能大大優(yōu)于常規(guī)的tp347h鋼管，且具有較好的抗晶間腐蝕性能、良好的組織穩(wěn)定性和更優(yōu)異的抗氧化及剝離性能，此外還具有良好的彎管性能；其綜合性能明顯優(yōu)于tp347h。高溫耐蝕性在18-8不銹鋼中是最好的。近年該鋼已經(jīng)列入asme sa213，定名為tp347hfg。tp347hfgwuhan universitytp347hfg鋼管與tp347h一樣，主要用于制造亞臨界、超臨界壓力參數(shù)的大型發(fā)電鍋爐的高溫過熱器、高溫再熱器、屏式過熱器的高溫段以及各種耐高溫高壓的管件等；對于承壓部件，最高工作溫度

58、可達650；對于抗氧化部件，其最高抗氧化使用溫度可達850。由于其綜合性能大大優(yōu)于tp347h，將來更能得到廣泛應用。 wuhan university超超臨界鍋爐的過熱器管的工作狀況更加惡劣，要求具有更高的抗腐蝕性能的部位，一般選用sa-213tp310h不銹鋼。sa-213tp310h不銹鋼，高cr, ni含量，抗高溫腐蝕性能良好，但是其高溫蠕變強度不理想，其高溫許用應力只等于或小于普通的sa-213tp304h不銹鋼。而且普通sa-213tp310h鋼還存在相析出后產(chǎn)生的脆性問題。為提高sa-213tp310h鋼的高溫性能，日本住友公司在對sa-213tp304h研究中發(fā)現(xiàn)，在基體中析出

59、的細小的nbcrn氮化物，對tp310h鋼強化同樣很有效。因此在tp310h不銹鋼中添加n，nb元素開發(fā)了sa-213tp310hcbn（hr3c）鋼。hr3c（sus310jitb）wuhan universitysa-213tp310hcbn（25cr-20ni-nb-n）鋼與普通的sa-213tp310h鋼化學成分區(qū)別僅在于添加了0.200.60%的nb和0.150.35%的n，使新鋼種的高溫性能卻大大提高。其蠕變斷裂強度的提高主要是在鋼時效過程中析出了nbcrn。nbcrn氮化物非常細小而且特別穩(wěn)定，即使長時間時效，組織也很穩(wěn)定，大大提高了蠕變斷裂強度。同時加入微量的n對抑制相的形成，

60、改善韌性有效。sa-213tp310hcbn鋼高溫抗腐蝕性能(抗蒸汽氧化性能)良好，其許用應力比普通的sa-213tp310h鋼有很大提高。wuhan university近年由asme code case 2115批準（暫未定名）。由于在該鋼中加入了很多的cr、ni、較多的nb和n，該鋼的抗拉強度高于常規(guī)的18-8不銹鋼，持久強度和許用應力遠高于常規(guī)的18-8不銹鋼以及tp310鋼，高溫耐熱蝕抗力大大優(yōu)于含cr較少的鋼，且抗蒸汽氧化性能極優(yōu)。該鋼與asme sa213中的tp310cbn極為接近。主要用于制造亞臨界、超臨界壓力參數(shù)的大型發(fā)電鍋爐或循環(huán)流化床鍋爐的高溫過熱器、高溫再熱器、屏式過熱器的高