电厂常用金属材料牌号及其应用

电厂常用金属材料牌号及其应用

一、电厂常用金属材料及分类方法

火力发电厂由锅炉、汽轮机、发电机和辅机组成。使用的金属材料很多，主要以钢材为主，还有铸钢、铸铁、以及铜、铝、钛等有色金属。根据制造者和使用者的不同，对一种材料常用几种不同的分类方法。 1、钢的分类

钢，是对含碳量质量百分比介于0.02%至2.11%之间的铁碳合金的统称（以铁为主要元素、含碳量一般在2%以下，并含有其他元素的材料）。钢的化学成分可以有很大变化，只含碳元素的钢称为碳素钢（碳钢）或普通钢；在实际生产中，钢往往根据用途的不同含有不同的合金元素，比如：锰、镍、钒等等。 ⑴按化学成分分类

工业纯铁（C≤0.04%） 碳素钢 低碳钢（C0.04%～<0.25%） 中碳钢（C0.25%～0.60%） 高碳钢（C>0.60%） 微合金钢(合金元素总量<0.2%) 合金钢 低合金钢(合金元素总量0.2%～<5%) 中合金钢(合金元素总量5%～10%) 高合金钢(合金元素总量>10%) 碳钢 铬钢 按添加的合金元钼钢 素分 铬钼钢 铬钼钒钢 钼镍钢 钼镍钛钢?? ⑵按钢的品质分类

普通钢 S≤0.050%，P≤0.050% 优质钢 高级优质钢 ⑶按冶炼方法分类

按冶炼方式 S≤0.040%，P≤0.040%，Cu≤0.025% S≤0.030%，P≤0.035%，Cu≤0.025% 平炉钢、转炉钢、电炉钢、真空电弧重熔（VAR）?? 按脱氧和浇注方式 沸腾钢、镇静钢、半镇静钢 ⑷按显微组织分类

退火状态 正火状态 亚共析钢、共析钢、过共析钢、 珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢、奥氏体钢 无相变或部分相变 铁素体钢、奥氏体钢、双相钢 ⑸按用途分类

结构钢 机械制造用钢 调质钢、表面硬化钢、易切削钢?? 弹簧钢、轴承钢、建筑及工程用钢、超高强度钢?? 工具钢 特殊性能钢 专业用钢 ⑹按强度分类

强度等级 强度值 2、铸铁的分类 按碳在铸铁中存在方式 合金铸铁按用途不同 3、铜的分类

纯铜 铜合金 （也称紫铜） 黄铜（铜锌合金） 锡黄铜、铝黄铜、铅黄铜? 白铜（铜镍合金） 青铜（铜锡合金） 锡青铜、铍青铜、铝铁青铜? 灰口铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁、白口铁? 耐磨、耐热、耐蚀、无磁、低热膨胀等铸铁 普强钢（σb<800MPa）、高强度钢（σb800～1400MPa）、超高强度钢（σb>1400MPa） 屈服强度、抗拉强度 碳素工具钢 合金工具钢 高速工具钢、刃具钢、量具钢、模具钢 不锈耐热钢、耐热钢、低温用钢、电工用钢?? 锅炉用钢、压力容器用钢、船舶用钢、桥梁用钢??

二、化学元素及其在钢中的作用

1、电厂常用金属材料中的化学元素

中文名称 化学元素符号 中文名称 化学元素符号 中文名称 化学元素符号 碳 C 镍 Ni 锡 Sn 硅 Si 钨 W 铅 Pb 锰 Mn 钛 Ti 砷 As 硫 S 铌 Nb 锑 Sb 磷 P 氮 N 铋 Bi 铁 Fe 硼 B 钴 Co 铬 Cr 铝 Al 钼 Mo 铜 Cu 钒 V 锌 Zn 氧 稀土 锆 O Re Zr 钢中常存五元素：C、Si、Mn、S、P 钢中五害元素：Sn、Pb、As、Sb、Bi 2、钢中主要元素在钢中的作用 元素 铁 符号 Fe 基体材料 C<1%时，随着碳含量增加，钢的常温强度、硬度增高，但塑性、碳 C 韧性降低。C<0.3%时，焊接性能较好（锅炉受热面管）。含碳量高会使固溶体中的合金元素向碳化物扩散，降低钢的强度。 硅 Si 硅在碳钢的含量≤0.50％。硅也是钢中的有益元素。在沸腾钢中，含硅量很低，硅是作为脱氧元素加入到钢中。在镇静钢中硅的含量一般为0.12～0.37％。硅增大了钢液的流动性，除了形成非金属夹杂外，硅溶于铁素体中。随着硅含量的提高，钢的抗拉强度提高，屈服点提高，伸长率下降，钢的冲击韧性显著降低。 锰 Mn 是一种弱脱氧剂。适量的锰可有效提高钢材强度，消除硫、氧对钢材的热脆影响，改善钢材热加工性能，并改善钢材的冷脆倾向，同时不显著降低钢材的塑性、冲击韧性。普通碳素钢中锰的含量约为0.3%～0.8%。含量过高（达1.0%～1.5%以上）使钢材变脆变硬，并降低钢材的抗锈性和可焊性。 硫

作用 S 有害元素。引起钢材热脆（热加工时开裂），降低钢材的塑性、冲击韧性、疲劳强度和抗锈性等。主要来自于炼铁、炼钢时加入的原材料和燃烧产物。 磷 P 有害元素。虽可提高强度、抗锈性，但严重降低塑性、冲击韧性、冷弯性能和可焊性，尤其低温时发生冷脆（低温变脆），含量需严格控制。它来源于矿石和生铁等炼钢原料。 铬 Cr 在结构钢中提高常温强度、硬度和淬透性。在耐热钢中提高蠕变强度和抗氧化性能，减少石墨化倾向。含量大于12%时，显著提高耐腐蚀性。 钼 Mo 显著提高耐热钢的蠕变强度和抗松弛性能（固溶强化作用），有效地减少钢的热脆性倾向。也可以提高常温强度。 钒 V 提高耐热钢的蠕变强度和组织稳定性，改善焊接性能。也可以提高常温强度。含钒钢对热处理较敏感。 <6%时，可提高钢的常温强度，但并不降低其塑形和韧性。1%～3%镍 Ni 的镍可提高淬透性，使大截面工件性能均匀。耐热钢中加入镍主要是为了得到奥氏体组织和提高抗腐蚀能力，并可增加韧性。 钨 W 提高耐热钢的蠕变强度和热强性。显著提高工具钢的红硬性。 提高耐热钢的蠕变强度，改善焊接性能。在不锈钢中提高抗腐蚀能力和增加韧性。 硼 B 微量硼可以显著提高钢的淬透性，可提高蠕变强度和塑形。但显著降低钢材塑性、韧性、可焊性和冷弯性能，增加时效倾向和冷脆性。

钛、铌 Ti、Nb 三、世界主要国家钢号表示方法

1、中国钢号表示方法

根据GB/T 221-2008《钢铁产品牌号表示方法》规定，钢号采用汉语拼音、化学元素符号和阿拉伯数字相结合的原则，即：

⑴钢号中添加的合金元素采用化学元素符号表示，如Cr、Mo、Mn?等。混合稀土元素用Re或Xt表示。

⑵产品名称、用途、冶炼和浇注方法等，一般采用汉语拼音的缩写字母表示。 字母 ZG DQ DR DT DW G GH H NS Q T Y 在钢号 中位置 头 头 头 头 头 头 头 头 头 头 头 头 铸钢 电工用冷轧取向硅钢 电工用热轧硅钢 电工用纯铁 电工用冷轧无取向硅钢 滚动轴承钢 变形高温合金 焊条用钢 耐蚀合金 屈服强度 碳素工具钢 易切削钢 含义 字母 A b F g G R TZ Z gC 在钢号 中位置 尾 尾 尾 尾 尾 尾 尾 尾 尾 含义 高级（优质钢） 半镇静钢 沸腾钢 锅炉用钢 高压管道（子）用钢 压力容器用钢 特殊镇静钢 镇静钢 多层或高压容器用钢 ⑶钢中主要化学元素含量用阿拉伯数字表示。

不同钢种其钢号表示方法有所不同，分别举例说明如下： a、碳素结构钢：Q235A（A3）钢

“235”表示屈服强度下限数值，单位MPa，“A”表示质量等级代号，共分为A、B、C、D四级。

b、优质碳素钢：20，20g钢

钢号头两位数字表示平均含碳量的万分之几，“20”表示平均含碳量为0.2%。钢号后缀“g”表示锅炉用钢。

c、碳素工具钢：T8A

“T”代表碳素工具钢类，数字表示平均含碳量的千分之几，“8”表示平均含碳量为0.8%。钢号后缀“A”表示高级优质。

d、合金结构钢、耐热钢：12Cr2MoWVTiB（102钢）

钢号头两位数字表示平均含碳量的万分之几，“12”表示平均含碳量为0.12%。钢中主要合金元素含量一般以百分之几表示，小于1.5%时只标符号，不标含量。但

对易混淆的钢号除外，如12Cr1MoV和12CrMoV，前者Cr0.9～1.2%，后者Cr0.6～0.9%，其余成分全部相同。当平均合金含量在1.50﹪～2.49﹪，2.50﹪～3.49﹪?，21.50﹪～22.49﹪，?范围时，分别用相应数字2，3，?，21，?标注。

e、不锈耐酸钢、耐热钢：1Cr18Ni9Ti

钢号前数字表示平均含碳量的千分之几，“1”表示平均含碳量为0.1%。当平均含碳量≤0.1﹪，用“0”表示；当平均含碳量≤0.03﹪，用“00”表示。合金元素及含量标注同上。

f、合金工具钢（高速钢）：W18Cr4V 一般不标出碳含量。 2、美国钢号表示方法

美国钢铁产品牌号大都采用美国各团体学会标准的牌号表示方法。主要有： AISI（American Iron and Steel Institute） 美国钢铁学会标准 SAE（American Society of Automotive Engineers）美国汽车工程师学会标准 ASTM（American Society of Testing and Materrials）美国材料试验学会标准 ASME（American Society of Mechanical Engineers）美国机械工程师学会标准 此外还有“金属与合金牌号的统一数字系统”（Unified Numbering System for Metals and Alloys），简称UNS系统。

结构钢的钢号目前大都采用AISI和SAE标准的钢号表示方法。钢号一般采用四位数字来表示，前两位表示钢类，后两位表示钢中平均含碳量，以万分之几表示。如：“1016”——普通碳素钢，含碳量0.16%，相当于我国的16Mn。

不锈钢和耐热钢的钢号通常采用AISI钢号表示方法。钢号由三位数字组成，第一位数字表示钢的类型，其它两位数字只表示顺序号。如：“3××”——镍铬奥氏体钢。

对于我们常见的电站用钢，主要采用ASTM和ASME标准的钢号表示方法。 I.部分ASME/ASTM标准及所列出的材料牌号： SA-106 高温用无缝碳钢公称管；

分A、B、C三等级，形成SA-106A、SA-106B、SA-106C三种钢。其中A级钢中：C≤0.25%、S≤0.035%、P≤0.035%。

SA-192 / SA-192M 高压用无缝碳钢锅炉管子；

SA-209 / SA-209M 锅炉和过热器用无缝碳钼合金钢管子；

分T1、T1a、T1b三等级，形成三种钢。

SA-210 / SA-210M 锅炉和过热器用无缝中碳钢管子；

分A-1、C二等级，形成二种钢。

SA-213 / SA-213M 锅炉、过热器和换热器用无缝铁素体和奥氏体合金钢管子；

标准给出的铁素体钢有： T2； T5、T5b、T5c； T11； T12； T17； T21； T22； T23； T9； T91； T92； T122； 18Cr-2Mo； 标准给出的奥氏体钢有： TP201； TP202； TP304、TP304H、TP304N、TP304LN、TP304L； TP309Cb、TP309H、TP309HCb、TP309S； TP310Cb、TP310H、TP310HCb、TP310HCbN、TP3110S； TP316、 TP316H、TP316L、TP316N、TP316LN； TP317、TP317L； TP321、TP321H； TP347、TP347H、TP347LN、TP347HFG； TP348、TP348H； XM-15； XM-19；

SA-335 / SA-335M 高温用无缝铁素体合金钢公称管；

标准中给出的钢有：

P1； P2； P5、P5b、P5c； P11； P12； P15； P21； P22； P23； P9； P91； P92； P122； P911； SA-387 / SA-387M 压力容器用铬钼合金钢板；

SA-515 / SA-515M 中、高温压力容器用碳钢板；

按强度等级分为：60；65；70；三种钢 SA-516 / SA-516M 低、中温压力容器用碳钢板；

按强度等级分为：55；60；65；70；四种钢 SA-662 / SA-662M 中、低温压力容器用碳锰钢板；

分A、B、C三等级，形成三种钢。

SA-672 / SA-672M 中温高压用电熔化焊公称管；

其中有：A672B70CL32

SA-691 / SA-691M 高温、高压用碳素钢和合金钢电熔化焊公称管。

其中有：A691Cr1-1/4CL22 II.ASME钢号表示方法及其含义

在选用ASME材料时，常常遇到比如：SA213 TP304H、SA106 Gr.B的情况，那么它们到底表示什么意思呢？以下来详细说明其中的含义。

ASME 的钢号基本上按以下六部分来表示：

S x xxx xx xxx x ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ S A 213 TP 304 H

①.“S”： ASME 标志代号。 ②. x ：分“A”、“B”两种：

A 表示铁基材料（ASME第二卷材料篇中PART A）； B 表示非铁基材料（ASME第二卷材料篇中PART B）。

③．xxx：表示钢号序号。

如 “53、106、335、213、216、240”等等，感觉有点像国标的标准号。 ④．xx：常用的有 “TP、GRADE（Gr）、TYPE(T)、WC、CLASS(CL)、F”等， 其表示的意义分别为： “TP”：不锈钢耐热钢； “WC”：可焊铸钢；

“GRADE”：按化学成份分的类别；

“F”：锻件；

“TYPE”：按化学成份的类型； “CLASS”：按成份或强度分的类别； “T”：小口径管； “P”：大口径管。

⑤．xxx :数字或英文字母，其意义如下表： 名称 1 2 6 7 11 12 表示意义 0.5Mo 0.5Cr-0.5Mo 13Cr-0.5Mo 7Cr-0.5Mo 1.25Cr-0.5Mo 1Cr-0.5Mo 名称 22 23 24 91 92 122 表示意义 2.25Cr-1Mo 2.25Cr-1.6W-V-Nb 2.4Cr-1Mo-Ti-B 9Cr-1Mo 9Cr-2W 12Cr-2W 名称 304 316 321 347 A\\B\\C WP 表示意义 18Cr-8Ni 18Cr-8Ni-2.54Mo 18Cr-8Ni-Ti 18Cr-8Ni-Nb+Ta 碳钢件的 化学成份分类 承压配件，如弯头 ⑥.x：附加说明如：

H－表示含碳量较高，（C=0.04～0.1%）； L－表示含碳量较低（C<0.035%）； N－表示含氮； CD－冷拔； ERW－电阻焊管。

III.GB5310-2008、ASME/ASTM、JIS管子材料对照表

根据GB5310-2008标准，此标准中钢的牌号与ASME/ASTM以及JIS相近钢牌号对照表如下：

GB5310-2008、ASME/ASPM、JIS管子材料对照表 GB5310-2008 20G 20MnG 25MnG 15MoG ASME/ASPM A-1、B A-1、B C - JIS STB410 STB 410 STB 510 STBA 12

20MoG 12CrMoG 15CrMoG 12Cr2MoG 12Cr1MoVG 12Cr2MoWVTiB 07Cr2MoW2VNbB 12Cr3MoVSiTiB 15NiMnMoNbCu 10Cr9Mo1VNb 10Cr9MoW2VNbBN 10Cr11MoW2VNbCu1BN 11Cr9Mo1W1VNbBN 07Cr19Ni10 10Cr18Ni9NbCu3BN 07Cr25Ni21NbN 07Cr19Ni11Ti 07Cr18Ni11Nb 08Cr18Ni11NbFG T1a T2/P2 T12/P12 T22/P22 -- -- T23/P23 -- T36/P36 T91/P91 T92/P92 T122/P122 T911/P911 TP304H （S30432) TP310HNbN TP321H TP347H TP347HFG STBA 13 STBA20 STBA 22 STBA 24 -- -- - -- - STBA 26 - - - SUS 304H TB - - SUS 321H TB SUS 347H TB - 因此，T91/P91可由10Cr9Mo1VNbN的材料代替；T22/P22可由12Cr2MoG的材料代替；SA106-B的管子可由20G或者20MnG的材料代替。 3、德国钢号表示方法

DIN表示德国工业标准。钢号有两种表示方法，DIN17006体系和DIN17007体系，常见的为DIN17006体系。

对于碳素钢，常有按照材料强度的表示方法。如St45.8：钢号的主体由St字母（stahl的缩写）和随后的抗拉强度下限数值组成（kgf/mm2），然后是附在主体后面代表保证范围的数字和处理状态的缩写字母，保证范围见下表。 数字 保证范围 数字 保证范围

1 2 3 4 5 屈服点 弯曲或顶锻试验 冲击韧性 屈服点和弯曲或顶锻试验 弯曲或顶锻试验及冲击韧性 6 7 8 9 无 屈服点及冲击韧性 屈服点和弯曲或顶锻及冲击韧性 高温强度或蠕变强度 电气特性或磁性 弯曲或顶锻试验（每炉一个试样） “St45.8”中St45代表抗拉强度下限450MPa，8代表保证高温强度或蠕变强度。St45.8相当于中国的20g。

对于低合金钢，由表示含碳量为万分之几的数字、合金元素符号和表示合金元素含量值的数字组成。合金元素采用化学元素符号表示，并按其含量的高低依次排列，含量相同时则按字母次序排列。实际合金元素含量是数字除相应指数。Cr、Co、Mn、Ni、Si、W的指数为4，Al、Cu、Mo、Nb、Ti、V的指数为10，N、S、P的指数为100。例如：10CrMo910，平均含碳量为0.10%，Cr含量2.25%，Mo含量1%。相当于中国的12Cr2MoG，美国的T22、P22、F22。

对于高合金钢（钢中总合金元素含量≥5%），钢号前面冠以字母“X”，随后是表示平均含碳量万分之几的数字、按含量排序的合金元素符号和表示主要合金元素含量的平均百分数组成。平均百分数按四舍五入化为整数。例如：X6CrNiNb1810——含0.06%C，18%Cr，10%Ni及少量Nb，相当于中国的0Cr18Ni11Nb，美国的TP347H；X2CrNiMo18143——含0.02%C，18%Cr，14%Ni和3%Mo，相当于中国的00Cr17Ni14 Mo2，美国的TP316L。 4、日本钢号表示方法

JIS是日本工业标准的代号（Japanese Industrial Standard）。钢号原则上由三部分组成。第一部分用英文字母表示材料分类，如：“S”表示钢（steel）。第二部分对于碳素钢，用数字表示含碳量，其它钢材用英文字母表示用途、钢材种类或主要合金元素等。钢号的第三部分一般为数字，对于碳素结构钢，用来表示强度下限值；对于合金结构钢，数字代号表示合金元素含量及碳含量；对于不锈钢和耐热钢，用三位数字表示，基本上参考美国AISI标准不锈钢的2XX、3XX、4XX及6XX等数字系列。此外，在第三部分之后，根据需要，还可附加表示形状、制造方法及热处理等方面的后缀符号。

部分钢材用途、钢材种类对应的符号

钢材用途或种类 锅炉及压力容器用碳素钢板 中、常温压力容器用碳素钢板 压力容器用调质钢板 锅炉、热交换器用碳素钢管 锅炉、热交换器用合金钢管 管道用合金钢管 结构用不锈钢管 主要合金元素代表符号

元素名称 单个元素时 锰 铬 镍 钼 铝 Mn Cr Ni Mo Al 采用的符号 B GV PV TB TBA TPA US 符号 复合元素时 Mn C N M A 主要合金元素含量数字代号与元素含量范围对照 数字锰钢 铬锰钢 Mn% >1.00 <1.30 >1.30 <1.60 >1.60 铬钢 Cr% >0.30 <0.80 >0.80 <1.40 >1.40 <2.00 -- 铬钼钢 Cr% >0.30 <0.80 >0.80 <1.40 >1.40 镍铬钢 Ni% >1.00 <2.00 >2.00 <2.50 >2.50 <3.00 >3.00 镍铬钼钢 Ni% >0.20 <0.70 >0.70 <2.00 >2.00 <3.50 >3.50 >0.70 <1.50 代号 Mn% 2 >1.00 <1.30 4 >1.30 <1.60 6 >1.60 Cr% >0.30 <0.90 >0.30 <0.90 >0.30 <0.90 Mo% >0.15 <0.30 >0.15 <0.30 >0.15 <0.30 Cr% >0.25 <1.25 >0.25 <1.25 >0.25 <1.25 >0.25 <1.25 Cr% >0.20 <1.00 >0.40 <1.50 >1.50 Mo% >0.15 <0.40 >0.15 <0.40 >0.15 <1.00 >0.15 <0.40 8 -- -- -- >0.80 <1.40 >0.30 <0.60 由于日本钢号表示方法规律性差，现通过一些典型钢号做具体说明：

S20C S表示钢，20表示碳含量（C%×100），C表示碳素钢。该钢号相当于中国20号钢。

SB42 S表示钢，B表示锅炉及压力容器用碳素钢板，42表示抗拉强度下限值（kgf/mm2）。该钢号相当于中国20g。

SGV42 S表示钢，GV表示中、常温压力容器用碳素钢板，42表示抗拉强度下限值（kgf/mm2）。该钢号相当于中国20g。

STBA22 S表示钢，TBA表示锅炉、热交换器用合金钢管，22表示钢种序号。该钢号相当于中国15Cr1Mo，德国15CrMo44，美国T11、P11、F11。

STBA24 S表示钢，TBA表示锅炉、热交换器用合金钢管，24表示钢种序号。该钢号相当于中国12Cr2MoG，德国10CrMo910，美国T22、P22、F22。

STPA28 S表示钢，TPA表示管道用合金钢管，28表示钢种序号。该钢号相当于中国10Cr9Mo1VNb，德国X10CrMoVNb91，美国T91、P91。

SUS321 S表示钢，US表示结构用不锈钢，321表示铬镍奥氏体钢序号。该钢号相当于中国1Cr18Ni9Ti，德国X12CrNiTi189，美国AISI321。

SCr440 S表示钢，Cr表示含铬钢，4表示铬含量在0.30～0.90%之间。40表示碳含量（C%×100）。该钢号相当于中国40Cr，德国41Cr4，美国5140。

SACM645 S表示钢，ACM表示含铝、铬、钼钢，6表示铬含量在＞1.40%、钼含量在0.15～0.30%之间。45表示碳含量（C%×100）。该钢号相当于中国38CrMoAl，德国41CrAlMo7，美国6470E。 5、俄罗斯钢号表示方法

ΓΟСΤ是原苏联的标准代号。该标准原则上和中国标准GB/T 221-2008相近，只是钢号中化学元素名称及用途等用俄文字母表示。常见的钢号15ХΜ、12Х1ΜФ、12Х18Η10Τ就相当于中国的15CrMo、12Cr1MoV、1Cr18Ni9Ti。 俄文字母所代表的化学元素符号 俄文字母 元素符号 Х Cr Μ Mo Ф V Η Ni Β W Τ Ti Б Nb Р B 四、火力发电厂常用钢号介绍

用钢特点：种类繁多，耗钢量大。运行条件：高速旋转承受扭矩和冲击载荷，在烟、汽、水等腐蚀介质下工作，高温、高压下长期运行。

电站金属材料选用原则——①使用性能（力学性能、组织稳定性、物理化学性能），②工艺性能（冶炼、冷热加工及焊接性能），③经济合理性（综合成本发挥可用潜力），④符合有关的国家标准和行业标准要求。 1、蒸汽管道（含集箱）和锅炉受热面管子用钢 ⑴工作条件

蒸汽管道（主蒸汽管道、导汽管、再热蒸汽管道）：钢管重量、介质重量、保温材料重量、支撑悬吊等附加载荷；管、孔应力集中承受内部介质高温、高压作用；管壁温度与介质温度相近，即在蠕变条件下运行；启停炉时，存在周期性交变载荷、热应力；内、外壁腐蚀。

过热器和再热器管：管壁温度大于介质温度20～90℃，长期高温应力作用下工作，受高温烟气腐蚀和磨损。

水冷壁管：锅炉给水水质不好，内部容易产生垢下腐蚀；燃料含硫高时，外壁会出现硫腐蚀。

省煤器管：温度波动大，烟气飞灰磨损。 ⑵用钢要求 蒸汽管道：

足够高的蠕变强度（累积相对蠕变变形量小于2%）、持久强度（大于50MPa～70MPa）、持久塑性（大于延伸率3%～5%）； 良好的组织稳定性； 高的抗氧化腐蚀性；

良好的工艺性能：热、冷加工性能及焊接性能。 过热器和再热器管：

足够高的蠕变强度、持久强度和持久塑性 具有相对稳定的组织和性能

高的抗氧化性能（1级完全抗氧化性，工作温度下的氧化速度﹤0.1mm/a） 良好的冷、热加工工艺性能和焊接性能。 水冷壁和省煤器管：

有一定的室温、高温强度，使管壁厚度不致过厚，从而传热效果良好，并有利于加工。 良好的抗热疲劳性能和供热性能，以防因脉动疲劳或热疲劳损伤而导致过早损坏。

良好的抗腐蚀性能，并要求耐磨损性能、工艺性能好，尤其是焊接性能良好。 ⑶电站常用钢管用钢 钢号与技术条件 20(20G) GB/T 699、 GB 5310 15MoG (15Mo3、16Mo) 壁温≤500℃的蒸汽管道； GB 5310 壁温≤530℃的过热器管 主要应用范围 类似钢号 壁温≤425℃的蒸汽管道、集箱； CT20(ГOCT)；S20C (JIS)； 壁温≤450℃的受热面管子 C22、CK22(DIN)；St45.8/Ⅲ(DIN) STBA12、STPA12(JIS)； A209；T1、P1(ASTM)； 15Mo3(DIN) 12CrMoG GB 5310 壁温≤510℃的蒸汽管道； 壁温≤540℃的受热面管子 12MX(ГОСТ)； T2、P2(ASTM)；12CrMo195(德国) 15CrMoG GB 5310 壁温≤510℃的蒸汽管道； 壁温≤540℃的受热面管子 15XM(ЧМТУ)；13CrMo44(DIN)； T12、P12(ASTM) STBA22、STPA22(JIS)；15121(?SN) 12CrMoV GB/T 3077 壁温≤540℃的蒸汽管道、集箱； 12ХMФ(ГОСТ4543)；壁温≤570℃的受热面管子 15123.9(?SN)；14MoV63(DIN17175) 12Cr1MoVG GB 5310 壁温≤555℃的蒸汽管道； 壁温≤570℃的过热器管等 12ХMФ (ГОСТ)；13CrMoV42(DIN)；15225(?SN)；12Cr1MoV(曼内斯曼钢厂) 15Cr1Mo1V 12Cr2MoG GB 5310 壁温≤580℃的蒸汽管道和集箱 壁温≤580℃的过热器、再热器管； 壁温≤570℃的蒸汽管道、集箱 A405-61T(ASTM)、15X1Φ 10CrMo910(DIN)； STBA24、STPA24(JIS)； T22、P22(ASME)； 12MoVWBSiXt(无铬8

壁温≤580℃的过热器、再热器管

材料均匀，晶粒要细 残余应力小，且分布均匀 较好的冷、热变形性能 良好的抗腐蚀性能 适当的热膨胀系数 ⑸常用汽轮发电机护环用钢

钢号 主 要 应 用 范 围 40Mn18Cr4、40Mn18Cr4V、50Mn18Cr5、 汽轮发电机无磁性护环 50Mn18Cr5N、50Mn18Cr4WN JB/T 1268—2002 50Mn18Cr5Mo3VN 屈服强度＞981MPa的汽轮发电机无磁性护环 50Mn18Cr5钢基础。采用变形强化和沉淀时效强化的复合强化，使屈服强度＞981MPa，而塑性仍保持在较高水平 1Mn18Cr18N JB/T 1268—2002 JB/T 7030—2002 汽轮发电机无磁性护环 与18Mn-5Cr护环钢相比，具有更好的抗应力腐蚀能力，更高的强度、塑性、冲击韧性、断裂韧性和抗疲劳性能。 4、汽轮机与燃气机叶片用钢 ⑴工作条件

高速旋转，动叶片离心力引起的拉应力； 蒸汽流动产生的弯曲应力和扭转应力； 机组频繁启停造成叶片承受交变载荷作用； 转子平衡、隔板间隙不良引起叶片振动； 受化学腐蚀和汽水冲蚀； 燃机叶片受高温氧化腐蚀。 ⑵叶片用钢要求

较高的强度、塑性、韧性和热强性能。对于﹥400℃工作的叶片，除室温力学性能外，

锰铬系无磁性奥氏体钢，屈服强度较低 还应具有较高的持久强度、蠕变强度及持久塑性，且组织性能稳定性好，持久缺口敏感性低。

良好的减振性、耐蚀性，且抗腐蚀疲劳和抗热腐蚀性疲劳性能好。 耐磨性能好。特别是承受水滴冲刷磨损的后几级。 良好的工艺性能。 ⑶常用汽轮机叶片用钢

钢25Mn2V 24CrMoV 号 主 要 应 用 范 围 ＜450℃中温中压汽轮机压力级各级动叶片和隔板叶片 ＜500℃的汽轮机压力级叶片。经适当表面保护处理后，亦可用作强度要求较高、尺寸较大的后几级叶片 1Cr13 GB/T 8732—2004 2Cr13 GB/T 8732—2004 1Cr12Mo GB/T 8732—2004 1Cr11MoV GB/T 8732—2004 1Cr12WMoV GB/T 8732—2004 1Cr12WMoV GB/T 8732—2004 2Cr12WMoVNbB 2Cr12NiMoWV （C-422） 2Cr12NiW1Mo1V 2Cr12Ni2WMoV 2Cr12Ni2W1Mo1V 1Cr17Ni2

＜450℃的汽轮机变速级叶片及其他几级动、静叶片 ＜450℃的截面较大、要求强度较高的后几级叶片及低温段长叶片 ＜450℃的汽轮机动、静叶片 ＜540℃的汽轮机变速级及高温区动、静叶片 ＜580℃的汽轮机变速级及高温区动、静叶片 汽轮机高温段动、静叶片 ＜590℃的汽轮机动叶片 ＜540℃的汽轮机动叶片和围带 300MW汽轮机末级和次末级动叶片，屈服强度等级735MPa ＜450℃、要求高耐蚀性和高强度的叶片 0Cr17Ni4Cu4Nb (17-4PH) GB/T 8732—2004 既要求耐蚀性、又要求较高强度的汽轮机低压末级动叶片 5、高温紧固件（螺栓、螺母）用钢 ⑴工作条件

大多在高温状态下工作，主要承受拉伸应力，有时也承受弯曲应力。 有些紧固件承受高温氧化作用。 ⑵用钢要求

抗松弛性能高。(最小密封应力一般为150MPa，压紧力大于最小密封应力) 一定的持久强度和蠕变强度，蠕变脆化倾向及蠕变缺口敏感性小，且具有良好的持久塑性。

组织性能稳定性好，回火脆性和热脆性倾向小。

承受疲劳载荷(如联轴器螺栓)材料，较高的抗疲劳和抗剪切的能力。在汽缸内部工作的螺栓，由于受蒸汽和水的冲蚀，还应具有一定的抗蚀性。

为防止螺纹咬死和减少磨损，选材时，螺母材料强度等级应比螺栓低一级(硬度低20HB～50HB)。

⑶常用高温紧固件用钢（GB/T 20140-2006、DL 439—2006）

钢35、45、35SiMn 35CrMoA 25Cr2MoVA 25Cr2Mo1VA、40Cr2MoVA 20Cr1Mo1V1 20Cr1Mo1VNbTiB（争气1#）、20Cr1Mo1VTiB（争气2#） 2Cr12NiMoWV（C-422) 2Cr12WMoVNbB 2Cr11NiMoVNbN、2Cr11Mo1VNbN Cr11Mo1NiW1VNbN 号 用作螺栓时的最高使用温度 400 480 510 550 550 570 570 590 580 580

1Cr15Ni36W3Ti R-26 (Ni-Cr-Co合金)、GH4145 (镍基合金) 6、汽轮机与锅炉铸钢件用钢

650 670 汽轮机铸钢件主要有：汽缸（高中压外、内缸）、喷嘴室、隔板、高、中主汽门和调速汽门等；锅炉铸钢件主要有：阀门、堵阀、管道附件等。 ⑴工作条件

温差引起热变形、热应力（汽缸） 蒸汽压力差产生应力作用（隔板）

启动和负荷变动可能产生热疲劳（喷嘴室）

除了承受温差、压力差，还承受工质的冲蚀、磨损和热应力作用（阀门） ⑵用钢要求

良好的浇铸性能（好的流动性及小的收缩性）。为此，铸钢中碳、硅、锰的含量应比锻、轧件高一些。

高温及高应力下长期工作的铸钢件用钢——较高的持久强度和塑性，并具有良好的组织性能稳定性。

承受疲劳载荷作用的铸钢件用钢——良好的抗疲劳性能和较高的冲击韧性。(如汽轮机汽缸和喷嘴室)

承受高温蒸汽冲蚀与磨损的铸钢件用钢——一定的抗氧化性能和耐磨性能。 需焊接的铸钢应具有满意的可焊性。 ⑶常用铸钢件用钢

钢ZG230-450 ZG25、ZG35 ZG20CrMo ZG20CrMoV ZG15Cr1Mo ZG15Cr1Mo1V ZG15Cr2Mo、ZG15Cr2Mo1 7、锅炉构架用钢

号 主 要 应 用 范 围 ≤425℃的汽缸、阀门和隔板等 ≤450℃的汽缸、阀门和隔板等 ≤510℃的汽轮机汽缸、隔板、蒸汽室等 ≤540℃的汽轮机蒸汽室、汽缸及管道附件等 ≤540℃的汽轮机铸件，如内外汽缸，阀门等 ≤570℃的汽轮机高中压缸、喷嘴室和主汽阀等 ≤570℃的汽轮机内缸、阀壳、喷嘴室等铸件 锅炉构架又称锅炉骨架，分支承式、悬吊式和半悬吊式。构架主要由梁、柱、顶板、护板、盖板、平台、楼梯、冷灰外壳等元件组成。 ⑴工作条件

承载锅炉本体载荷（汽包、管道、受热面、集箱、汽、水、煤、油等）和其他载荷（安全阀反冲力、炉内爆炸力、地震载荷、风载荷、雪载荷等） ⑵用钢要求

足够的常温强度和刚度

适宜的脆性转变温度（对于严寒地区，NDT低于-40℃） 良好的焊接性能

⑶锅炉钢架常用钢号及应用范围 钢的类别 碳素钢 钢种 A3，A3F（中国） Q235A（中国） 推荐使用范围 顶板、护板、盖板、平台、楼梯、主梁支座 顶板、护板、盖板、平台、楼梯、主梁支座 B1-B3，B1F-B3F（中国） 顶板、护板、盖板、平台、楼梯 SS41(日本) 顶板、护板、盖板、平台、楼梯 16Mn、16MnCu（中国） 梁、柱、平台、主梁支承（Q345） 15MnV（中国） 合金钢 18Nb（中国） SM41B(日本) SM50B(日本) SM53C(日本) SA36（美国） 8、压力容器用钢

电站压力容器主要有：换热容器（高加、低加、热网加热器、疏水、蒸汽冷却器等、液氨蒸发器等）、储存容器（定排、连排、扩容器、缓冲罐、氢罐、压缩空气罐、仓泵、液氨储罐等）、分离容器（除氧器）。 ⑴工作条件

工作压力高、介质冲刷磨损、介质腐蚀 ⑵用钢要求

梁、柱、平台 梁、柱、平台 梁、柱、平台 梁、柱、平台 梁、柱、平台 梁、柱、平台

室温强度、良好塑性配合，屈强比适宜，高的抗时效能力。

良好的韧性。对于20R、16MnR以及15MnVR钢板，其室温横向(夏比V形缺口试样)冲击功应不小于31J，而对于强度较高的15MnVNR以及18MnMoNbR钢板，其冲击功应不低于34J。此外，应选用材料的脆性转变温度和无塑性转变温度比较低的钢材。 对于承受腐蚀介质作用的容器，应根据使用环境和受力状态，选用耐腐蚀性好的材料。 具有良好的冷、热加工性能和焊接性能的材料。 ⑶部分压力容器常用钢板牌号 压力容器 常用钢板牌号 高压加热器 20g、15MnVg、15MnVR、SA516Gr.70、19Mn6、15CrMo、20MnMo等 低压加热器 Q235、20g、16Mn、16MnR、16Mng、19Mn6、20MnMo等 除氧器 Q235、20g、20R、16MnR、12CrMo等 五、某600MW超超临界机组用钢特点

1、机组参数

火力发电机组锅炉的参数：

参数 压力MPa 温度 ℃ 中压 ≤3.8 ≤450 高压 ≤9.8 ≤540 超高压 13-15 ≤540 亚临界 16-19 ≤540 超临界（SC） 24-26 ≤566 超超临界 （USC） 24-31 ≥580 备注：各国（各公司）对超超临界参数起始点的定义有所不同。 2、600MW超超临界机组的用钢实例

锅炉部分

集箱 名 称 省煤器入口集箱 省煤器出口集箱 水冷壁下集箱 水冷壁螺旋管圈出口集箱 水冷壁后墙出口集箱 折焰角入口集箱 折焰角入口汇集集箱

规 格 φ508×75 φ559×80 φ219×45 φ219×60 φ273×75 φ273×60 φ559×82 材 料 WB36 WB36 SA-106C SA-335P12 SA-335P12 SA-335P12 SA-335P12 计算温度 ℃ 310 350 340 425 425 435 435 水平烟道入口集箱 水冷壁延伸侧墙上集箱 水冷壁排管出口集箱 水冷壁上集箱 水冷壁后墙吊挂管出口集箱 分离器 贮水箱 顶棚入口集箱 尾部包墙入口集箱 中间隔墙入口集箱 尾部包墙环形下集箱 中间隔墙下集箱 水平低温过热器入口集箱 一级过热器出口集箱 屏过入口集箱 屏过入口汇集集箱 屏过出口集箱 屏过出口汇集集箱 末过入口集箱 末过入口汇集集箱 末过出口集箱 末过出口汇集集箱 过热器一级减温器 过热器二级减温器 再热器入口集箱 高温再热器出口集箱 再热器出口汇集集箱 再热器减温器 φφφφ219×52 273×60 219×45 273×75 SA-335P12 SA-335P12 SA-335P12 SA-335P12 SA-335P12 WB36 WB36 SA-335P12 SA-335P12 SA-335P12 SA-335P12 SA-335P12 SA-335 P12 12CrlMoVG SA-335 P12 SA-335 P12 SA-335 P91 SA-335 P91 SA-335 P91 SA-335 P91 SA-335 P91 SA-335 P91 SA-335 P12 SA-335 P91 SA-106C SA-335 P91 SA-335 P91 SA-106C 435 440 440 460 460 440 435 440 470 460 485 490 485 502 470 470 578 560 535 535 596 590 485 555 355 610 605 355 φ273×60 φ610×75 φ610×75 φ273×60 φ273×60 φ273×75 φ457×98 φ273×75 φ273×75 φ508×95 φ219×45 φ559×90 φ219×45 φ559×75 φ219×35 φ559×70 φ273×75 φ508×100 φ559×85 φ559×70 φ762×45 φ273×30 φ864×55 φ711×20 锅炉连接管道 名 称

规 格 材 料 计算温度 ℃ 省煤器出口导管 省煤器出口导管 下降管 下降管 水冷壁下集箱分配管 水冷壁下集箱分配管 折焰角及水平烟道连接管 折焰角及水平烟道连接管 贮水箱分离器连接管 贮水箱输水管路 顶棚入口集箱连接管 包墙连接管 分离器连接管 下降管连接管 屏过入口集箱连接管 屏过出口集箱连接管 一级减温器入口连接管 一级减温器出口连接管 屏过出口至末过入口连接管 末过入口集箱连接管 末过出口集箱连接管 再热器连接管 扩容器入口管道溢流管路 扩容器入口管道溢流管路 扩容器入口管道溢流管路 再热蒸汽管道 （低温段） 再热蒸汽管道 （高温段） 主蒸汽管道 φ559×75 φ406×55 φ559×85 φ559×82 φ559×75 φ114×20 φ168×30 φ114×22 φ324×50 φ324×50 φ219×35 φ219×35 φ168×30 φ168×35 φ168×30 φ168×30 φ559×85 φ559×85 φ559×70 φ168×25 φ219×40 φ219×18 φ324×50 φ219×35 φ168×30 φ711×20 φ762×35 φ457×75 受热面管 SA-106C SA-106C SA-335P12 SA-335P12 SA-106C SA-106C SA-335P12 SA-335P12 SA-335P12 SA-335P12 SA-335P12 SA-335P12 SA-335P12 SA-335P12 SA-335P12 SA-335P91 SA-335P12 SA-335P12 SA-335P91 SA-335P91 SA-335P91 SA-335P91 SA-335P12 SA-335P12 SA-335P12 SA-106C SA-335P91 SA-335P91 340 340 450 435 340 340 435 435 435 380 440 460 440 450 470 560 485 470 535 535 590 605 380 380 380 340 574 576 部 件 名 称

规 格 材 质 计算温度 ℃ H型鳍片省煤器 水冷壁上部 水冷壁中部 水冷壁下部 水冷壁延伸侧包墙及底包墙 水冷壁排管 后烟道顶棚管 后烟道前包墙 后烟道中间隔墙 后烟道后包墙 后烟道侧包墙 炉膛顶棚管 水平烟道顶棚管 水平低温过热器 立式低温过热器 屏式过热器 末级过热器 上部水平低温再热器 中部水平低温再热器 下部水平低温再热器 立式低温再热器 高温再热器(前、后屏)

φ44.5×6.7 φ31.8×6.2 φ38×7.3 φ38×7.3 φ44.5×7.0 φ44.5×7.0 φ44.5×7.0 φ57×9.0 φ63.5×13 φ44.5×7.0 φ63.5×10.0 φ63.5×10.0 φ63.5×10.0 φ51×9.0 φ51×9.5 φ38×6.5、 φ38×7.5 φ44.5×8.5 φ57×4.5 φ63.5×4.5 φ63.5×4.5 φ57×4.5 φ57×4.5、 φ51×4.5 SA-210C 15CrMoG 15CrMoG 15CrMoG 15CrMoG 15CrMoG 15CrMoG 15CrMoG 15CrMoG 15CrMoG 15CrMoG 15CrMoG 15CrMoG 12Cr1MoVG 12Cr1MoVG 12Cr1MoVG、SA-213T91、SA213TP347H SA-213T91、TP347H 15CrMoG SA-210C SA-210C 15CrMoG 12Cr1MoVG、SA-213T91、SA213TP347H 375 496 458 458 442 442 449 449 459 449 446 446 446 493 505 544 575 605 589 616 442 379 346 488 516 607 637 四大管道部分 序号 1 2 3

名 称 内径管 主汽主管 主汽支管 高压旁路入口管 材 料 A335 P91 A335 P91 A335 P91 设计压力 设计温度 订货规格（mm） MPa(g) 25.4 25.4 25.4 ℃ 576 576 576 最小 内径 419.1 298.5 298.5 最小 壁厚 75 55 55 4 5 6 7 热段主管 热段支管 低压旁路入口主管 低压旁路入口支管 名 称 外径管 冷段主管 冷段支管 A335 P91 A335 P91 A335 P91 A335 P91 5.4 5.4 5.4 5.4 574 574 574 574 914 660.4 660.4 457.2 35 25 25 18 序号 1 2 3 4 5 6

材 料 A672B70CL32 A672B70CL32 设计压力 设计温度 订货规格（mm） MPa(g) 5.76 5.76 ℃ 350 350 350 350 295 200 公称 外径 公称 壁厚 965.2 26.97 660.4 19.05 660.4 22.23 820 508 355.6 12.7 50 40 高压旁路出口管 A691Gr2-1/4CrCL22 5.76 低压旁路出口管 A691Gr2-1/4CrCL22 1.6 高压给水主管 高压给水支管 WB36 WB36 35 35 汽机部分

部 件 名 称 高中压外缸螺栓 高中压外缸螺栓 高中压外缸螺栓 高中压外缸螺栓 高中压外缸螺栓 高中压外缸螺栓 高压内缸螺栓 高压内缸螺栓 高压内缸螺栓 高压内缸螺栓 高压内缸螺栓 高压内缸螺栓 高压内缸螺栓 中压内缸螺栓 高压主蒸汽进口法兰螺栓 再热蒸汽进口法兰螺栓

规 格 4 1/2″×1020 4 1/2″×773 4 1/2″×723 4 1/2″×723 4 1/2″×833 3″×647 3 1/2″×522 4 1/2″×672 5″×929 6″×929 4 1/2″×684 4″×659 3 1/2″×522 2 1/2″×379 3″×638 2 1/2″×480 材 质 45Cr1MoV 45Cr1MoV 45Cr1MoV 2Cr12NiW1Mo1V 2Cr12NiW1Mo1V 45Cr1MoV 45Cr1MoV 2Cr12NiW1Mo1V 2Cr12NiW1Mo1V 2Cr12NiW1Mo1V 2Cr12NiW1Mo1V 2Cr12NiW1Mo1V 2Cr12NiW1Mo1V 45Cr1MoV 2Cr12NiW1Mo1V 2Cr12NiW1Mo1V 计算温度 ℃

联轴器螺栓（高压-低压A） 高压缸动叶片 中压缸动叶片 低压缸动叶片 低压缸动叶片 高中压转子 低压转子 发动机转子 护环 3 1/2″ 第6级 45Cr1MoV 2Cr11Mo1VNbN 2Cr11Mo1VNbN 1Cr12Mo 1Cr12Ni2W1Mo1V 30Cr1Mo1V 30Cr2Ni4MoV 25Cr2Ni4MoV 18Mn-18Cr 六、超（超）临界机组新型材料简介

超(超)临界机组的发展是以材料的发展为基础的，在超（超）临界机组中，由于材料要在高温、高压下运行，因而要求材料不但要有良好的持久强度，而且还要求具有良好的抗高温氧化性能，特别是抗蒸汽侧氧化。

因此，为了适应超（超）临界机组的发展需求，美国、日本、欧洲等发达国家，经过多年的研究，开发了2.25%Cr系列，9%Cr系列及奥氏体系列等新钢种，并纳入到美国ASME/ASTM标准中，成为制造超（超）临界机组的主要侯选钢种。

目前我国建造的超（超）临界机组中，首次采用的新型耐热钢有T92/P92、T122/P122、Super304H和HR3C四种。

T92/P92和T122/P122为新型铁素体耐热钢，目前我国USC机组主蒸汽管道、集箱的选材为P92和P122钢。

Super304H和HR3C为新型奥氏体耐热钢，目前我国USC锅炉高温过热器选材为Super304H和HR3C。

钢材的耐热性能主要是通过合金化来达到的。所谓合金化，就是在碳钢的基础上加入可以提高热稳定性和热强性的合金元素。常用的合金化元素是Cr、Mo、W、V、Ti、Nb和稀土元素。所加入的合金元素种类和成份不同，钢的组织结构和耐热性能就不一样。从上述可以得出，新型耐热钢按合金成分及金相组织的不同分为以下几类，根据分类对新型材料进行了解和认识。 1、2.25%Cr系列低合金耐热钢

2.25%Cr系列耐热钢主要有ASME标准中T22、T23、T24及GB5310中12Cr2MoWVTiB

（R102）钢，化学成分见下表。

2.25%Cr系列耐热钢化学成分 (WP%)

标准 ASME SA-213 T22 ASME SA-213 T23

C

Si

Mn

P ≤

S ≤

Cr

W

Mo 0.87-

~ 1.13

1.450.050.200.02~

~

~

≤ 0.0005

~ 0.006

≤ 0.030

-

-

-

-

-

-

-

V

Nb

N

B

Al

Ti

0.05~0.1

5

≤0.50

0.30~0.6

0

0.020.025 ≤

5 ≤

1.90~2.6

0

0.04~0.1

0

≤0.50

0.10~0.6

0

0.030.010

0

1.90~2.6

0

~ 0.03

1.75 0.30 0.30 0.08 0

ASME SA-213 T24

0.05~0.10.15~0.40.30~0.7

0

5

0

≤≤

0.020.010

0

2.20~2.6

0

0.900.20-

~

~

≤ 0.0015- 0.01

~

≤ 0.050.02

~

1.10 0.30 2 0.0070 0 0.10

0.08-

~ 0.18 GB5310.08~0.10.45~0.70.45~0.6≤≤1.60~2.10.300.500.28

-

0 0.030.03~ ~ ~ 5 5 5 0 R102 0 0 0.55 0.65 0.42 -

0.002~ 0.008

此类钢在火电厂锅炉中作为压力部件得到大量应用，特别是过热器、再热器的低

温区域以及水冷壁中，在联箱和管道中应用也比较普遍，其关键的性能要求包括：450℃以下良好的抗拉强度，550℃以下良好的持久强度；

T11/P11、T22/P22、12Cr1MoV等钢在亚临界锅炉已广泛应用，在上述材料的基础上，日本住友金属公司开发了T/P23，通过在T22基础成分中以W取代Mo，并添加Nb、V提高蠕变强度，降低C，提高焊接性能，同时加入微量的B提高淬透性以获得完全的贝氏体组织。与此同时，欧洲开发了T/P24，其合金化特点是通过V、Ti、B的多元微合金化提高蠕变性能。因此适合作为超临界（超超临界）机组的水冷壁材料，也可取代P22、12Cr1MoV等材料作为亚临界机组的高温管道和联箱，以减小壁厚。

T23采用了低C，Mo、W复合固溶强化和Nb、V、B微量元素析出强化的优点，使该钢550℃~625℃的温度范围，许用应力是T22钢的2倍，580℃持久强度是12Cr1MoV钢的1.4倍，持久强度与我国12Cr2MoWVTiB（R102）钢接近，且具有高的冲击韧性和良好的焊接性能，焊接时不须预热，焊后不必进行热处理，可代替10CrMo910、T22、12Cr1MoV和12Cr2MoWVTiB（R102）钢，成为制造超超临界电站锅炉水冷壁的主要候选材料。

T24是最近欧洲所研制的一种类似于T23产品的耐热钢，由于其在600℃的持久

强度低于T23，所以，目前还没有被我国锅炉行业批量采用。 2、9%Cr系列钢

ASME SA－213标准中所涉及的9%Cr系列钢分别是T9、T91、T92、T911，主要化学成分见下表。

9%Cr系列耐热钢化学成分 (WP%) ASME SA-213 T9

C

≤

Si Mn P S Cr Mo W V Nb B N Ni Al

0.30~ ≤≤8.00~ 0.90~

0.25~1.00 / 0.15 0.60 0.025 0.025 10.0 1.10 0.08~ 0.20~ 0.30~ ≤0.12 0.07~ 0.13

0.50 ≤ 0.50

≤

8.00~ 0.85~

/

/ / / / / / ≤

T91

0.18~ 0.06~ 0.25 0.10

0.60 0.020 0.010 9.50 1.05 0.30~ ≤

≤

/

0.03~ ≤

0.07 0.40 0.040

≤

T92

8.50~ 0.30~ 1.50~ 0.15~ 0.04~ 0.001~ 0.03~ ≤

0.60 0.020 0.010 9.50 0.60 2.00 0.25 0.09 0.006 0.07 0.40 0.020

T911

0.09~ 0.30~ ≤≤8.50~ 0.90~ 0.90~ 0.18~ 0.06~ 0.0003~ 0.04~ ≤ ≤

0.10~0.50 0.13 0.60 0.020 0.010 10.50 1.10 1.10 0.25 0.10 0.006 0.09 0.40 0.040

注：code case 2179－5要求，T92化学成分中，Ti≤0.01％、Zr≤0.01％ 其中T91是70年代中期，美国在T9钢(9Cr-1Mo)基础上，通过添加V、Nb、N元素，形成铌、钒和碳氮化合物的析出强化作用，提高了钢在600℃左右的持久蠕变断裂强度，在593℃下，105h的持久强度高达100MPa。

9Cr和12Cr铁素体钢(如ASPM SA213标准中的T91钢) 一般都具有较好的抗高温腐蚀性能，允许金属壁温在650℃下长期工作，并保持优良的抗高温腐蚀性能，在600℃时的蠕变强度差不多是T9钢的3倍，与TP304H钢在625℃温度下等强(105h的持久强度)，并且持久断裂塑性稳定。经过多年的运行检验，T91已成为一个比较成熟的锅炉用钢种。我国在1995年GB5310《高压锅炉用无缝钢管》标准修订时，将T91纳入到我国标准中，钢号为10Cr9Mo1VNb。

T/P91钢具有高的许用应力和韧性、抗疲劳性能，焊接性能优异，目前我国的亚临界和超临界机组中得到了广泛的应用，它主要用于制造高温过热器、再热器管以及高温集箱和蒸汽管道；

T/P92钢是用V、Nb元素合金化并控制B和N含量的新型铁素体钢，具有优异的高温强度和蠕变性能，欧洲实践经验表明：T92钢最适用于蒸汽参数在580℃～600℃（金属最高温度600℃～620℃）的锅炉本体（过热器、再热器），P92材料适用于锅炉外部的蒸汽参数高达625℃的高温部件。

T/ P122它的Cr含量比T/ P91钢有所提高，其耐腐性增强，通过用W替换部分Mo以及加入少量的B，使得这种钢获得了极好的蠕变性能，C是一种有效控制δ铁素体形成的元素，而减少C含量是为了提高焊接性，为了保证大直径和厚壁管道的韧性，δ铁素体形成应该被Cr当量控制其含量应限制在9%以下，通过加入Cu可以有效降低Cr当量，同时，在管子中这种钢含有少量的δ铁素体归因于Cr含量的增加，但Cr含量增加提高了热腐蚀性，许用应力是改良的9Cr-1 Mo钢的1.3倍，抗腐蚀性明显高于9Cr系列钢。

3、S30432（Super304H）、TP310HNbN（HR3C）等奥氏体不锈钢 化学成分见下表：

S30432（Super304H）、TP310HNbN（HR3C）化学成分(WP%)

标准 ASPM A 213 S30432 Code case 2328-1 18Cr9Ni3CuNbN ASMESA-213 TP310HNbN S31042

新型奥氏体耐热钢分为18% Cr系列的TP304H 、SUPER304H 、TP347HFG等；

20%～25% Cr系列的HR3C、 NF709。

SUPER304H（S30432）是日本住友公司和三菱重工在TP304H基础上增加了C的含量，降低了Si 、Mn 、Cr、 Ni的含量，同时通过添加3%Cu、0.5%Nb、N开发出来的新钢种，650℃许用应力值比TP304H还高出40%。运行10年后，组织和性能稳定，是超超临界机组中受热面高温段的首选材料。可用于650℃以上过热器、再热器部件。

TP347HFG是日本住友公司在TP347H基础上开发出来，其抗高温蒸汽腐蚀性能优于TP347H，在保持原有TP347H较高的短时拉伸性能和和各种高温长时性能的同时，又提高了抗高温氧化和高温蒸汽腐蚀。TP347HFG钢虽然它的化学组成和TP347H没有差别，但细晶粒强化效果明显，NbC固溶更加充分，细小弥散分布的MX型碳化物的

C

Si

Mn

P

S

Cr

Ni

Cu

Nb

N

0.07~ ≤ ≤ ≤ ≤ 17.00~ 7.5~ 10.5

2.50~ 0.30~ 0.05~ 3.50

0.60

0.12

0.13 0.30 1.0 0.04 0.010 19.00

0.04~ ≤ ≤ ≤ ≤ 24.00~ 17.00~

23.00

0.10 0.75 2.00 0.030 0.030 26.00

-

0.20~ 0.15~ 0.60

0.35

强化效果，使得材料具有良好抗高温蠕变、疲劳的性能；晶粒细化后有利于Cr穿过晶界向表面扩散形成致密的Cr2O3保护层而防止被蒸汽氧化。

HR3C（TP310HNbN）是日本住友公司在TP310（25Cr-20Ni）钢基础添加Nb、N形成析出强化的耐热钢，其持久强度高于TP347H、TP310等，且组织稳定性相比也优于310钢，具有较高的高温强度，具有较好的加工性和焊接性，抗蒸汽氧化性和高温抗腐蚀性优于18-8型不锈钢，虽然650℃的许用应力值略低于Super304H，但由于Cr含量高，其耐烟气高温腐蚀和耐汽侧氧化的性能极佳。所以在腐蚀性较高的工况条件下，优先选用该钢种做过热器和再热器的高温部件。

NF709钢是新日铁公司在原有20 Cr-25Ni钢基础上严格控制杂质，添加Nb、N、B、Ti，经过了高温的软化处理和较低温度的固溶处理，获得细小的晶粒。NF709钢提升了Cr、Ni的含量增强了钢的奥氏体稳定性，阻止了金属间化合物的形成，也提高了抗蒸汽氧化性和高温抗腐蚀性。

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