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超(超超)临界火电机组蒸汽管道用耐热钢的研究

总结

马氏体耐热钢已广泛应用于600℃左右超（超超）临界火电站中，既是650℃左右的新一代超超临界火电站的最佳候选结构材料，又是700超超临界火电站中相应温度的主选材料。目前已有的高铬马氏体耐热钢主要有T/P92钢和T/P122，但不能满足650℃下抗氧化性能的要求；而T/P122虽能满足650℃下抗氧化性能要求，但由于组织中易产生δ-铁素体和Z相的过早析出，导致组织演变速度加快，因此不能满足650℃下长时抗蠕变性能的要求。本项目针对蒸汽参数为650℃的超超临界火电站的材料瓶颈，开发了一种高铬马氏体系耐热钢及其制造方法，解决现有技术中无法同时满足更高的抗氧化性能和更高抗蠕变性能要求等问题。
项目通过W、Co、Cr等关键合金成分的优化设计，采用纯净化冶炼、控制轧制及优化的热处理工艺，开发了两种新型高铬马氏体耐热钢FHR-1和FHR-2。其中FHR-1钢与P92钢具有等同的高温抗氧化性能，但短期持久强度明显高于P92钢；FHR-2钢在650℃的高温抗氧化性能和600℃/1万小时的持久性能都明显高于P92钢。国内电力行业对FHR-1和FHR-2钢的焊接性及焊后热处理的接头力学性能评价结果表明，其焊接性能与P92钢的水平相当。
项目所提供的热加工工艺特点及流程为：（1）奥氏体单相区加热锻造，始锻温度为1100～1200℃，终锻温度为850～900℃，锻压比≥6，锻后空冷；（2）锻后热轧，初轧温度为1050～1200℃，终轧温度为800～900℃，轧后空冷，热轧累积压下量达到80%以上。其热处理工艺为：（1）1000～1100℃保温30min～50min固溶处理，空冷；（2）750～770℃保温1h～2h回火处理，空冷。以上热加工工艺可根据坯料的具体加工方式进行相应的工艺优化，其关键热加工参数不得偏离上述工艺范围。

专利信息

专利名称：“高铬马氏体系耐热钢及其制造方法” 专利号：200910220453.4

国家/地区

中国内地