1985年由鞍鋼起草的國家標準《高壓鍋爐用無縫鋼管》(GB 5310-1985)中納入了1Cr18Ni9、1Cr19Ni11Nb2個奧氏體耐熱不銹鋼牌號(參考并移植了美標 ASTM213、ASME213的TP304H、TP347H2個牌號),這是高壓鍋爐管標準首次納入不銹鋼牌號;之后,由攀成鋼和冶金標準設計研究院共同起草的《高壓鍋爐用無縫鋼管》(GB 5310-1995)和《高壓鍋爐用無縫鋼管》(GB 5310-2008)中又陸續納入 10Cr9Mo1VNb(T91/P91)、10Cr9MoW2VNbBN(T92/P92)、10Cr11MoW2VNbCu1BN(T122/P122)、11Cr9Mo1W1VNbBN(T911/P911)四個牌號馬氏體耐熱鋼和07Cr19Ni10(TP304H)、10Cr18Ni9NbCu3BN(S30432)、07Cr25Ni21NbN(TP310HNbN)、07Cr19Ni11Ti(TP321H)、07Cr18Nil1Nb(TP347H)、08Cr18Ni11NbFG(TP347HFG)等7個奧氏體耐熱鋼牌號。
一、馬氏體耐熱不銹鋼(9%~12%Cr)
馬氏體耐熱不銹鋼的代表牌號是T91/P91、T91/P92。其發展可以分為以下兩條主線:一是縱向,通過提高主要耐熱合金元素Cr含量,從9%到12%,以在保證材料強度的基礎上進一步提高材料的高溫抗 氧化性;二是橫向,通過優先添加N、V、Nb、W、B、Cu等合金元素,提高高溫強度并使顯微組織及第二相在高溫下穩定性更為理想,見圖8-16所示。
T91/P91高壓鍋爐管,在20世紀80年代引進亞臨界機組設計、制造技術時一同引入了我國,90年代國內已有企業開發出了T91/P91高壓鍋爐管,但沒有得到鍋爐企業的認可。20世紀初寶鋼開發出了T91產品并批量供貨(得到了國內幾大鍋爐企業的認可),之后,攀成鋼、天津鋼管、衡陽華菱鋼管、常寶、北方重工等企業也都開發出了T91/P911產品并批量供貨。
二、奧氏體耐熱不銹鋼(18%~8%、25%~20% CrNi)
奧氏體耐熱鋼的使用溫度范圍一般在600℃以上,近些年,開發了使用溫度已超過650~700℃的奧氏體不銹鋼管,且已成功并廣泛應用在超(超)臨界鍋爐的高溫部位上。常見的奧氏體耐熱不銹鋼管有TP304H、TP347H、TP347HFG、SUPER304H、TP310HNbN(HR3C)等。具體化學成分見表8-5所示。
奧氏體耐熱鋼的發展也可以分為以下兩條主線。一是縱向,提高主要耐熱合金元素Cr含量,從18%到25%,以在保證材料強度的基礎上進一步提高材料的高溫抗氧化性;二是橫向,通過添加N、Nb、Co、B、Cu等合金元素,已使得顯微組織及第二相在高溫下穩定性更為理想,見圖8-17所示。
TP304H、TP347H奧氏體耐熱鋼從20世紀80年代引入我國,90年代原上鋼五廠率先試制成功,但因高溫性能問題一直未能供貨。直到2007年10月寶鋼實現了Super304、TP310HNbN(HR3C)奧氏體不銹鋼管的批量生產。這之后久立特材、太鋼不銹、江蘇武進等企業也都開發出了TP304H、TP347H、TP347HFG、SUPER304H、TP310HNbN(HR3C)等奧氏體耐熱不銹鋼管。