對(duì)燃煤電廠而言，提高主蒸汽管的溫度以及壓力，電廠的熱效率也會(huì)相應(yīng)提高。近年來(lái)在世界范圍內(nèi)開(kāi)展了對(duì)蒸汽高溫高壓化的研究，以提高火力發(fā)電鍋爐的效率。鍋爐蒸汽條件的最終目標(biāo)值是649℃、35.2MPa的超超臨界壓力。由于奧氏體不銹鋼存在熱膨脹系數(shù)過(guò)大、熱導(dǎo)率小造成的鋼管內(nèi)表面蒸汽氧化皮剝落，一定環(huán)境誘發(fā)應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂以及低熱導(dǎo)率等問(wèn)題，鐵素體鋼比奧氏體不銹鋼有更低的熱膨脹系數(shù)和更高的導(dǎo)熱系數(shù)，因此，迫切希望有一種高強(qiáng)度鐵素體鋼能取而代之。
由日本新日鐵研制的鐵素體鋼P(yáng)92（NF616）滿(mǎn)足了電廠的要求。該鋼在P91的基礎(chǔ)上對(duì)成分做了進(jìn)一步完善改進(jìn)，采用復(fù)合-多元的強(qiáng)化手段，適當(dāng)降低了Mo含量至0.30～0.60%,增加了1.50%～2.00%的W，提高了使用溫度，使鋼的持久強(qiáng)度得以提高，可用于蒸汽溫度高達(dá)625℃的鍋爐外部零件，如管道和集箱等。
目前國(guó)外的特納、V&M等國(guó)際知名鋼管企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始批量生產(chǎn)P92；東鍋已經(jīng)開(kāi)始對(duì)北方重工生產(chǎn)的P92進(jìn)行持久試驗(yàn)等評(píng)審，但是北方重工采用鍛造鏜孔工藝進(jìn)行制造，該工藝成材率低、能耗大，只適合于制造大口徑、徑厚比小的P92。天津鋼管集團(tuán)股份有限公司的PQF軋機(jī)和920旋擴(kuò)機(jī)組適合生產(chǎn)高附加值、大口徑、大壁厚的鋼管，而高壓鍋爐管P92是非常適宜的品種之一。
目前日本和歐洲均有廠家在生產(chǎn)P92鋼管，其供貨狀態(tài)為正火+回火，金相組織為回火馬氏體或回火索氏體。P92鋼管的化學(xué)成分見(jiàn)表1。
表1 P92 鋼管的化學(xué)成分(wt%)
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C |
Si |
Mn |
P |
S |
Ni |
Cr |
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0.07～0.13 |
≤0.50 |
0.30～0.60 |
≤0.020 |
≤0.010 |
≤0.40 |
8.50～9.50 |
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Mo |
Al |
V |
N |
W |
Nb |
B |
|
0.30～0.60 |
≤0.04 |
0.15～0.25 |
0.03～0.07 |
1.5～2.00 |
0.04～0.09 |
0.001～0.006 |
Cr可提高鋼的耐高溫腐蝕及高溫抗氧化能力；Mo為鐵素體穩(wěn)定元素；W可提高高溫強(qiáng)度和蠕變斷裂強(qiáng)度；Ni可改善焊縫的沖擊韌性；Nb、V和N形成碳氮化物彌散沉淀強(qiáng)化；B的加入則起到了晶界強(qiáng)化作用。
P92鋼的常規(guī)力學(xué)性能見(jiàn)表2。
表2 P92 鋼的常規(guī)力學(xué)性能
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屈服強(qiáng)度Re1/MPa |
抗拉強(qiáng)度Rm/MPa |
斷后伸長(zhǎng)率A/% |
硬度 |
壓扁系數(shù) |
|
≥440 |
≥620 |
≥20（縱） ≥13（橫） |
≤250HB/25HRC |
0.07 |
目前P92鋼管已經(jīng)廣泛應(yīng)用于620℃超超臨界機(jī)組的主蒸汽管道等高溫、高壓的壓力管道，并且沒(méi)有可替代的材料，因此其應(yīng)用前景廣闊，需求量大，附加值高，經(jīng)濟(jì)效益也相當(dāng)可觀。（余冶）
