Sanicro 25奧氏體耐熱鋼管

1、前言

Sanicro 25鋼（也稱合金174）是在傳統奧氏體耐熱鋼基礎上，加入了W、Co、Cu、B等元素，結合了以C、N、Co和W等固溶強化，和Nb（C,N）、NbCrN、M23C6和富Cu相沉淀強化等多種強化手段，從而研制成功的多元復合強化的、高溫性能和耐氧化/腐蝕性能十分優異的一種新型高Cr、Ni奧氏體耐熱鋼。目前，該鋼已列入德國VDTUV555材料單以及2010版的ASME SA-213M，其UNS號為S31035。

2、化學成分

Sanicro 25鋼管具體的化學成分范圍見表1，數據來源于ASME SA-213M。

在該鋼中，高溫強度的提高主要通過C、N、Co和W的固溶強化，Nb（C,N）、NbCrN、M23C6和富Cu相沉淀強化而實現；為了改善高溫抗腐蝕性能，采用了較高的Cr含量、均值達到22.5%，但為抑制高Cr與高W產生σ相傾向，將Ni含量提高到約25%左右、N含量也較高；同時，將其Mn和Si控制在降低的水平。

3、熱處理與組織

ASME SA-213M中，對Sanicro 25鋼規定的供貨狀態為固溶處理。經處理溫度為1180-1250℃最終固溶處理后，金相組織為奧氏體組織（晶粒度為7或更粗），同時含有一些富Nb和富Cr的析出相。

4、力學性能

室溫力學性能

表3給出了ASME SA-213M規范規定的Sanicro 25鋼室溫拉伸性能和硬度值。

高溫短時力學性能

表4給出了Sanicro 25鋼的高溫短時力學性能

 

5、工藝性能

Sanicro 25鋼有優異的焊接和成型等加工工藝性能，這也是其可能用于實際鍋爐工程項目中重要競爭性因素之一。

焊接性能：Sanicro 25鋼可用TIG焊進行焊接，不用焊前預熱和焊后熱處理。跟大多數高合金奧氏體鋼一樣，焊接表面和焊絲需進行清潔。為避免熱裂紋的存在，可采用低熱量輸入（＜1.0 kJ/mm）和底層間溫度（＜100℃），同時避免拘束應力。

焊絲可采用617B，目前正在進行研制。0.8mmTIG焊絲、2.0mm和2.4mmTIG焊條已經到了試驗階段，正在申請VDTUV規范。

彎管性能：Sanicro 25鋼可進行冷彎和熱彎。

冷彎：當工作溫度在蠕變溫度范圍，冷變形超過20%時需進行固溶處理。當然，為了保證良好的高溫抗腐蝕能力，變形量較小時也宜進行固溶。熱彎：推薦溫度為850-1250℃。其中，當形變溫度為850-1180℃時也應進行固溶處理；當熱彎溫度范圍控制在1180-1250℃之間，則可不重新固溶。

6、業績

總體來說，由于Sanicro 25可發出來的時間較遲，其并未在正式工程中得到大量應用。試管目前應用或試用的在歐洲電廠有5個，見表6。

另外，Sanicro 25后期也可能作為印度A-USC燃煤電站開發項目中的過熱器的一部分。

7、應用前景

過熱器和再熱器作為鍋爐的關鍵部件，其材料的高溫持久性能、高溫抗蒸汽氧化能力和抗腐蝕性能非常重要，直接影響到鍋爐的效率和安全。

Sanicro 25與目前廣泛應用的奧氏體耐熱鋼如SUPER304H、HR3C和另一個重要候選材料NF709相比，具有：

（1）更高的高溫持久強度，可有效減薄管子厚度，降低鍋爐整體重量；

（2）很好的抗蒸汽氧化性，可減少氧化皮剝落，避免氧化皮堵塞管道，提高鍋爐運行效率和安全性，同時延長鍋爐壽命；

（3）極佳的抗腐蝕性能力。

因此，Sanicro 25鋼管應用于超（超）臨界鍋爐過熱器和再熱器等受熱面，的確具有一定的前景，但取決于原材料價格、電力設備制造和電力行業對此的認同度。

 

 

 

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