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具有高的高溫強(qiáng)度和耐晶間腐蝕性的奧氏體系無錫不銹鋼鍋爐用鋼管的開發(fā)

時(shí)間:2019-06-13    作者:無錫不銹鋼板    瀏覽:0

作為火力發(fā)電鍋爐用的過熱器和再熱器用鋼管,新日鐵開發(fā)了低C-18Cr-9Ni-W-Nb-V-N無錫不銹鋼管(XA704)。與以往鋼SUS347HTB相比,XA704不僅具有良好的高溫強(qiáng)度和耐晶間腐蝕敏感性,而且具有良好的耐高溫耐蝕性。XA704蠕變強(qiáng)度高主要是利用CrVN的析出強(qiáng)化和N的固溶強(qiáng)化作用所致。XA704經(jīng)2年左右實(shí)際試驗(yàn)后的調(diào)查表明,它能長(zhǎng)時(shí)間使用。在火力發(fā)電設(shè)備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中,它是以“火力發(fā)電SUS347J1TB”的名稱來制定標(biāo)準(zhǔn)。使用該鋼管作為火力發(fā)電鍋爐用過熱器和再熱器用鋼管對(duì)降低發(fā)電設(shè)備的建設(shè)成本等非常有利。

  開發(fā)XA704的關(guān)鍵點(diǎn)是如何彌補(bǔ)因C量下降所造成的蠕變強(qiáng)度的下降。在開發(fā)XA704時(shí),為取代C的作用,因此最大限度地發(fā)揮析出強(qiáng)化的作用,而且為獲得固溶強(qiáng)化的效果,將N設(shè)定在0.2%。另外,為進(jìn)一步提高強(qiáng)度,對(duì)各種添加元素的作用進(jìn)行了試驗(yàn),結(jié)果發(fā)現(xiàn)添加V、W和N有助于提高蠕變斷裂強(qiáng)度。

  對(duì)XA704鋼管進(jìn)行了蠕變斷裂試驗(yàn),結(jié)果可知使用時(shí)間超過50000小時(shí),其應(yīng)力-斷裂曲線呈線性變化,沒有發(fā)現(xiàn)在長(zhǎng)時(shí)間使用情況下出現(xiàn)斷裂應(yīng)力急劇下降的現(xiàn)象。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),采用Larson-Miller法對(duì)XA704的推定的蠕變斷裂強(qiáng)度進(jìn)行了解析,獲得了在650℃-10萬小時(shí)時(shí)的蠕變斷裂強(qiáng)度為121N/mm2的結(jié)果。該值與NF709(火力發(fā)電SUS310J2TB)在650℃-10萬小時(shí)時(shí)推定的蠕變斷裂強(qiáng)度基本相同。根據(jù)這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果等,對(duì)允許的抗拉應(yīng)力進(jìn)行了計(jì)算。結(jié)果可知,XA704的允許抗拉應(yīng)力在各種溫度下比SUS347HTB高大約30N/mm2,在625℃和650℃時(shí)與SUS310J2TB基本相等。

  作為XA704的開發(fā)目標(biāo)----耐晶間腐蝕性,通過JISG0575(1980)硫酸、硫酸銅腐蝕試驗(yàn),已確認(rèn)它具有良好的耐晶間腐蝕性。硫酸和硫酸銅腐蝕試驗(yàn)結(jié)果表明,XA704的晶間腐蝕敏感性比0.10C-18Cr-9Ni-0.4Nb-Cu鋼要低得多。

  XA704在高溫下的耐蝕性調(diào)查表明,其高溫腐蝕特性和水蒸氣氧化特性與SUS347HTB基本相同??梢哉J(rèn)為這是由于Cr和晶粒度基本相同的緣故。

  在600~700℃、最長(zhǎng)10000h的時(shí)效后,在0℃下對(duì)XA704進(jìn)行了夏氏沖擊試驗(yàn)。XA704即使在700℃×10000h的時(shí)效后,作為鍋爐用鋼管依然保持充分的韌性。