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高压锅炉用无缝钢管材质:HR3C(SA-213TP310HCbN)

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发表于 2019-3-9 12:02:40 | 显示全部楼层 |阅读模式
高压锅炉用无缝钢管材质:HR3C(SA-213TP310HCbN)

HR3C(25Cr-20Ni-Nb-N钢)是20世纪80年代日本住友公司成功研制出的一种新型不锈钢。HR3C是日本住友金属命名的牌号,在ASME标准中的材料牌号为SA-213TP310HCbN,在日本JIS标准中的材料牌号为SUS310JITB。
其标准成分见下表。
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      由于传统的18-8型奥氏体耐热钢抗水蒸气氧化性能和抗烟气腐蚀性能较低,而锅炉过热器和再热器的末级部件要求有良好的抗水蒸气和抗烟气氧化性能,因此在18-8型奥氏体耐热钢的基础上,开发了25-20型奥氏体耐热钢TP310。将Cr质量分数提高到25%,在长期服役过程中,Cr元素会向表面扩散,与氧结合形成氧化层,起到良好的抗氧化作用。但是,随着Cr含量的提高,脆性相σ相的析出趋势更加明显。

     因此,同时提高了Ni含量,稳定奥氏体组织的同时抑制σ相的析出倾向。因此,25-20型奥氏体耐热钢TP310的抗氧化性能明显提高,并有稳定的奥氏体组织,有利于适应超超临界锅炉蒸汽和烟气的恶劣条件。

      但是,仅仅提高材料的抗氧化性能是不够的,因为在长期服役过程中还需要良好的蠕变断裂强度。Cr和Ni含量的提高均不会获得更高的蠕变断裂强度,因此为了提高材料的蠕变断裂强度,日本住友金属公司开发了HR3C奥氏体耐热钢。为了提高25Cr-20Ni型奥氏体耐热钢的高温强度,同样使用了多元合金强化原理,即在TP310的基础上,通过限制C含量,并复合添加质量分数为0.20%~0.60%的强碳氮化物形成元素Nb和质量分数为0.15%~0.35%的N,利用析出弥散分布、细小的NbCrN相和富Nb的碳、氮化物以及M23C6来进行强化,成功地开发了新型奥氏体耐热钢HR3C,其蠕变断裂强度明显提高到181MPa。
     
      综合考虑,与其他耐热钢相比,HR3C具有优良的蠕变断裂强度和更优良的抗蒸汽和烟气的氧化性能,因此更适合用于超超临界机组中环境极为恶劣的锅炉过热器和再热器部件的末级管道中。
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