不銹耐熱鋼(也稱熱強鋼)是指在高溫下具有良好化學穩定性并具有較高的高溫強度的不銹鋼。電站用不銹耐熱鋼是指電站關鍵承壓部件用不銹耐熱鋼,主要包括水冷壁、過熱器、再熱器、集箱和主蒸汽管道等。電站鍋爐管長期在高溫、高壓蒸汽環境下服役,一般設計要求鍋爐管的使用壽命30年。因此,要求電站用不銹耐熱鋼具有高的熱強性、抗高溫蒸汽氧化、抗高溫煙氣腐蝕、良好的焊接性和冷熱成型等綜合性能。我國自主研發的典型不銹耐熱鋼牌號有低合金不銹耐熱鋼G102、馬氏體不銹耐熱鋼G115。
G102鋼(gang)(12Cr2MoWVTiB)是鋼(gang)鐵研究總院(yuan)劉榮藻教授團(tuan)隊于20世(shi)紀60-70年(nian)代在2Cr-Mo-V鋼(gang)的(de)(de)基礎上成功研發的(de)(de),并在當(dang)時(shi)中(zhong)國(guo)(guo)先進(jin)燃煤電(dian)站鍋爐制(zhi)造中(zhong)大量應用,解決了當(dang)年(nian)先進(jin)燃煤電(dian)站鍋爐制(zhi)造的(de)(de)急需。G102鋼(gang)是低(di)(di)碳、低(di)(di)合(he)金貝氏體型不銹(xiu)熱(re)強(qiang)鋼(gang)(見表2-1-10),具(ju)有優良的(de)(de)綜合(he)力學性(xing)(xing)能(neng)和工藝性(xing)(xing)能(neng)。其熱(re)強(qiang)性(xing)(xing)和使(shi)用溫度超過當(dang)時(shi)國(guo)(guo)外同類鋼(gang)種(zhong),最(zui)高金屬壁溫的(de)(de)熱(re)強(qiang)性(xing)(xing)達到某些鉻鎳(nie)奧氏體不銹(xiu)耐熱(re)鋼(gang)的(de)(de)水平,使(shi)我國(guo)(guo)高參(can)數(shu)大型電(dian)站鍋爐避免(mian)使(shi)用價格昂貴、工藝性(xing)(xing)稍差、運行中(zhong)問題較多的(de)(de)鉻鎳(nie)奧氏體不銹(xiu)耐熱(re)鋼(gang),對(dui)降低(di)(di)鍋爐成本、減少工藝困難(nan)、縮短制(zhi)造周期和保(bao)證鍋爐安全運行都具(ju)有重要意(yi)義。

鋼鐵研究總(zong)院(yuan)在研發G102低合金不銹耐熱鋼時,首次明確提出和系統總結了電站鍋爐鋼的“多元素復合強化”設計思想,研制的G102鍋爐管綜合性能在當時處于國際同類材料的領先水平。自20世紀70年代以來,G102 鍋爐管大批量地用于國內高參數燃煤電站鍋爐的制造,迄今仍然在應用。
從某種意義上(shang)說(shuo),G102鋼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)功(gong)(gong)研(yan)發(fa)和“多元(yuan)素復合(he)(he)強化(hua)”設(she)(she)計(ji)思(si)想的(de)(de)(de)(de)(de)(de)提(ti)出是電站鍋爐不(bu)(bu)銹(xiu)耐熱(re)鋼發(fa)展(zhan)歷史(shi)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)個(ge)極其(qi)重(zhong)要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)里程碑。通(tong)過“多元(yuan)素復合(he)(he)強化(hua)”設(she)(she)計(ji),G102鋼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)總體合(he)(he)金含量(liang)不(bu)(bu)高,成(cheng)(cheng)分(fen)匹配(pei)控制(zhi)難度不(bu)(bu)大,工業生產穩定可(ke)控。尤為重(zhong)要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是G102鋼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)功(gong)(gong)研(yan)發(fa)把鐵素體系不(bu)(bu)銹(xiu)耐熱(re)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)使(shi)用(yong)(yong)溫度上(shang)限向上(shang)拓展(zhan)到蒸汽溫度580℃附(fu)近,這是一(yi)個(ge)非(fei)常(chang)大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)進步(bu)。我國“多元(yuan)素復合(he)(he)強化(hua)”設(she)(she)計(ji)思(si)想為世(shi)界鐵素體系不(bu)(bu)銹(xiu)耐熱(re)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)進一(yi)步(bu)發(fa)展(zhan)打開(kai)了(le)一(yi)扇(shan)正確的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大門,美國和日本在20世(shi)紀70-80年代成(cheng)(cheng)功(gong)(gong)研(yan)發(fa)并在電站建設(she)(she)中(zhong)大量(liang)應用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)07Cr2MoW2VNbB、10Cr9Mo1VNbN 和10Cr9MoW2VNbBN 等重(zhong)要鐵素體系不(bu)(bu)銹(xiu)耐熱(re)鋼均(jun)是借(jie)鑒我國G102鋼研(yan)發(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)功(gong)(gong)經驗和植根于“多元(yuan)素復合(he)(he)強化(hua)”設(she)(she)計(ji)思(si)想的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。
馬氏(shi)體不(bu)銹耐熱(re)鋼G115是鋼鐵研(yan)究(jiu)總院劉正(zheng)東教授(shou)團隊歷時十余(yu)年自(zi)主研(yan)發(fa)、可支撐我國(guo)630~650℃超超臨界電站建設的主干型不(bu)銹耐熱(re)材料。



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