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摘要：基于提高我國大型火力發(fā)電設(shè)備制造能力和滿足鍋爐行業(yè)制造亞臨界、超臨界電站鍋爐的迫切要求，<摘要：基于提高我國大型火力發(fā)電設(shè)備制造能力和滿足鍋爐行業(yè)制造亞臨界、超臨界電站鍋爐的迫切要求。寶鋼分公司鋼管廠于 2001年4月開始研制T23產(chǎn)品，根據(jù)寶鋼設(shè)備特點和對T23理解設(shè)計了工藝路線。先后經(jīng)歷了鋼種試制、產(chǎn)品試軋、性能評定、批量生產(chǎn)等階段，寶鋼 T23高壓鍋爐管產(chǎn)品性能穩(wěn)定，各項技術(shù)指標(biāo)和性能均符合ASMESA -213聊城無縫鋼管廠規(guī)范要求，適合于制造大容量電站鍋爐，現(xiàn)已形成大批量生產(chǎn)和供貨能力。寶鋼 T23高壓鍋爐管自研制勝利以來就得到國內(nèi)各大鍋爐廠的青睞。

1 前言

吸取了國R102鋼MoW復(fù)合固溶強(qiáng)化和微量元素析出強(qiáng)化的優(yōu)點。該鋼550~625℃的溫度范圍，    ASMESA 213T23鋼管（以下簡稱T23日聊城鋼管廠本住友金屬工業(yè)株式會社在1992年開發(fā)的一種新型2.25Cr1.6WVNb耐熱鋼（日本住友簡稱HCM2S以T222.25Cr1Mo鋼為基礎(chǔ)。許用應(yīng)力是ASMESA 213T22鋼的2倍，580℃持久強(qiáng)度是12Cr1MoV鋼的1.4倍，耐久強(qiáng)度與12Cr2MoWVTiBR102鋼相等，且具有高的沖擊韌性和良好的焊接性能，焊接時不須預(yù)熱，焊后不必進(jìn)行熱處理，可代替10CrMo910T2212Cr1MoV和12Cr2MoWVTiB鋼，制造大型電站鍋爐的過熱器和再熱器[1]

國機(jī)械工業(yè)發(fā)電設(shè)備中心，     20世紀(jì)90年代中期。曾組織國內(nèi)哈爾濱鍋爐廠、上海鍋爐廠、東方鍋爐廠對住友所生產(chǎn)的f60.313mmT23進(jìn)行評定試驗，九十年代末評定試驗結(jié)45#無縫鋼管束，2000年5月又組織有關(guān)專家對試驗演講進(jìn)行了評定，結(jié)論認(rèn)為：住友金屬開發(fā)的T23鋼管有較高的許用應(yīng)力、良好的加工性能和焊接性能，可以推廣使用于我國大容量、高參數(shù)火電機(jī)組作為600℃以下的鍋爐過熱器和再熱器的資料。

鍋爐行業(yè)在制造大容量、高參數(shù)亞臨界和超臨界鍋爐所需要的T23鋼管必將會越來越多，    隨著我國電站鍋爐向大容量、高參數(shù)的迅猛發(fā)展。但是本項目研究前，國內(nèi)還不能生產(chǎn)T23產(chǎn)品，所需T23產(chǎn)品全部依賴進(jìn)口，為此，鍋爐行業(yè)迫切希望寶鋼能研制和大批量生產(chǎn)T23產(chǎn)品，以替代進(jìn)口產(chǎn)品。基于提高我國大型火力發(fā)電設(shè)備制造能力和滿足鍋爐行業(yè)制造亞臨界、超臨界電站鍋爐的迫切要求，寶鋼分公司鋼管廠于2001年開始研制T23產(chǎn)品，并根據(jù)寶鋼設(shè)備特點和對T23鋼的理解設(shè)計了工藝路線。先后經(jīng)歷了鋼種試制、產(chǎn)品試軋、性能評定、批量生產(chǎn)等階段，現(xiàn)已形成了大批量生產(chǎn)和供貨能力。本文重點討論寶鋼T23研制的工藝過程、產(chǎn)品性能及在國內(nèi)應(yīng)用的實績。

2 寶鋼T23鋼的研制工藝

2.1化學(xué)成分

規(guī)范只是給出了一個大概的成分范圍，     ASME規(guī)范 SA -213T23[2]規(guī)定T23鋼的化學(xué)成分列于表1化學(xué)成分決定鋼的力學(xué)性能。要想取得最佳的性能配合，就需要對成分進(jìn)行優(yōu)化和控制。由于T23要獲得良好的焊接性能及高溫耐久強(qiáng)度和塑性，因此，實際生產(chǎn)過程中要對CSAl等元素實施嚴(yán)格的控制。

2.2T23生產(chǎn)工藝過程

冶煉及制管工藝是十分重要的另外，     T23主要生產(chǎn)工藝過程是轉(zhuǎn)爐煉鋼→爐外精煉→模鑄→20#無縫鋼管初軋→制管→鋼管熱處理→鋼管矯直→無損檢驗→驗收→包裝入庫。這一生產(chǎn)工藝過程中。為了獲得良好的工藝性能，制定正確的熱處置規(guī)范也是非常重要的這些領(lǐng)域里，寶鋼已形成了具有自己特點的專有技術(shù)。

2.3T23熱處置工藝制度的研究

正火溫度≥1040℃、回火溫度≥730℃。ASMESA 213規(guī)范規(guī)定慣例性能是屈服強(qiáng)度≥400MPa抗拉強(qiáng)度≥510MPa伸長率≥20%硬度≤220HB但經(jīng)過對T23鋼進(jìn)行多次不同正火溫度和不同回火溫度的試驗研究和比較，     ASTMA213和 ASMEcodecase規(guī)范規(guī)定T23熱處理制度是正火+回火。對T23鋼管選擇了大于1050℃保溫20分鐘以聊城無縫鋼管上正火及大于760℃保溫60分鐘以上回火的熱處理制度是合適的熱處理后T23常溫組織是回火貝氏體。

3 寶鋼T23鋼的性能試驗與研究

3.1高溫拉伸性能試驗

進(jìn)行高溫拉伸試驗，    對試驗用管按GB/T4338-1995金屬資料 高溫拉伸試驗方法”鋼管上取弧形比例試樣。并與美國ASME數(shù)據(jù)庫中T23高溫拉伸抗拉、屈服強(qiáng)度允許值比擬，如圖1所示。試驗結(jié)果標(biāo)明：寶鋼T23鋼管的高溫拉伸性能完全符合相關(guān)規(guī)范要求。

3.2耐久強(qiáng)度試驗

     按GB/T2039-1997金屬高溫拉伸蠕變及耐久試驗方法”RD2-3高溫蠕變耐久試驗機(jī)上分別進(jìn)行550℃、600℃、650℃耐久強(qiáng)度試驗。試驗結(jié)果見圖2

3.3T23與R102高溫抗氧化性對比試驗

試樣為1530mm矩形體，    對T23與R102鋼管按GB/T13303-1991鋼的抗氧化性能測定方法”進(jìn)行抗氧化性能試驗對比。600℃進(jìn)行抗氧化性試驗，氧化速度采用增重法進(jìn)行測定。試驗時，實測保溫溫度為600±3℃，并分別在10020050010001500200025003000350040005000600070008000小時對試樣進(jìn)行對比測重。丈量結(jié)果見圖3結(jié)果標(biāo)明寶鋼T23氧化速度平均值為:K=0.03410g/m2h0.03786mm/aG102氧化速度平均值為：K=0.03974g/m2h0.04440mm/a依照GB/T13303-911級“完全抗氧化性”＜0.1g/m2h＝，這兩種鋼種都可評定為完全抗氧化，但寶鋼T23抗氧化性要好于R102

3.4 時效試驗

加工成相應(yīng)的力學(xué)性能試樣，     對鋼管進(jìn)行600℃±3℃高溫時效處置。經(jīng)歷500100030005000800010000小時的保溫時間后分別取出。進(jìn)行時效后的機(jī)械性能測試。試驗結(jié)果如圖4所示。從試驗結(jié)果中可以看出，該鋼在500-10000小時之間時效后，沖擊韌性變化不顯著，10000小時仍能保持高于200焦耳的高韌性。強(qiáng)度、硬度隨著時效時間的延長略有降低，但是下降幅度較小。延伸率隨著時效時間的延長略有變化，但是變化幅度不大。600℃ 10000小時的試驗標(biāo)明，雖然該鋼在600℃長時間時效后的力學(xué)性能有所改變，但是600℃×10000小時時效后的力學(xué)性能仍高于ASMESA -213CodeCase2199所規(guī)定的室溫力學(xué)性能允許值，說明該鋼性能穩(wěn)定，適于制造鍋爐管。

3.5系列沖擊試驗

規(guī)格為φ60.312.5mm加工成試樣為標(biāo)準(zhǔn)夏比V型缺口沖擊試樣1010mm按GB/T229-1994金屬夏比缺口沖擊試驗方法”進(jìn)行試驗，     系列沖擊試樣取自生產(chǎn)過程中的廢品管。試驗結(jié)果見圖5脆性轉(zhuǎn)變溫度FA TT50為-40℃－-45℃。

3.6T23工藝性能試驗

試驗按ASMESA -450規(guī)范規(guī)定進(jìn)行，     對φ60.312.5mmT23樣管進(jìn)行了工藝性能壓扁和擴(kuò)口試驗。試驗標(biāo)明寶鋼T23工藝性能良好，見圖6滿足鍋爐用鋼的要求。

圖6T23壓扁、擴(kuò)口試樣

figur6Appearancofflattenandflaretestspecimens

4.國內(nèi)應(yīng)用實績

圖7國內(nèi)各鍋爐廠至2007年11月應(yīng)用寶鋼T23實績。由于寶鋼T23高壓鍋爐管研制勝利，     寶鋼T23高壓鍋爐管自研制勝利以來就得到國內(nèi)各大鍋爐廠的青睞。極大地提高了國鍋爐行業(yè)制造亞臨界和超臨界電站鍋爐的制造能力和競爭能力，同時，也縮短了國耐熱鋼研究領(lǐng)域的水平與國外的差異。

5 結(jié)語

適合于制造大容量電站鍋爐，     1試驗標(biāo)明寶鋼T23高壓鍋爐管各項技術(shù)指標(biāo)和性能均能符合ASMESA 213規(guī)范要求。說明研制和開發(fā)寶鋼T23產(chǎn)品所選擇的工藝設(shè)計是正確的

鋼管在600℃完全抗氧化，     2寶鋼T23脆性轉(zhuǎn)變溫度FA TT50-40℃--45℃。其抗氧化性能優(yōu)于G102鋼管。

     3鋼管550℃10萬小時耐久強(qiáng)度外推值123Mpa600℃10萬小時耐久強(qiáng)度外推值81.2Mpa650℃10萬小時耐久強(qiáng)度外推值為33.4Mpa均超過ASME規(guī)范CODECA SE2199-1規(guī)定值范圍。

縮短了國耐熱鋼研究領(lǐng)域的水平與國外的差異，     4寶鋼T23高壓鍋爐管研制勝利。同時也極大地提高了國電站鍋爐的制造能力和水平。

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