1985年由鞍钢起草的国家标准《高压锅炉用无缝钢管》(GB 5310-1985)中纳入了1Cr18Ni9、1Cr19Ni11Nb2个奥氏体耐热不锈钢牌号(参考并移植了美标 ASTM213、ASME213的TP304H、TP347H2个牌号),这是高压锅炉管标准首次纳入不锈钢牌号;之后,由攀成钢和冶金标准设计研究院共同起草的《高压锅炉用无缝钢管》(GB 5310-1995)和《高压锅炉用无缝钢管》(GB 5310-2008)中又陆续纳入 10Cr9Mo1VNb(T91/P91)、10Cr9MoW2VNbBN(T92/P92)、10Cr11MoW2VNbCu1BN(T122/P122)、11Cr9Mo1W1VNbBN(T911/P911)四个牌号马氏体耐热钢和07Cr19Ni10(TP304H)、10Cr18Ni9NbCu3BN(S30432)、07Cr25Ni21NbN(TP310HNbN)、07Cr19Ni11Ti(TP321H)、07Cr18Nil1Nb(TP347H)、08Cr18Ni11NbFG(TP347HFG)等7个奥氏体耐热钢牌号。
一、马氏体耐热不锈钢(9%~12%Cr)
马氏体耐热不锈钢的代表牌号是T91/P91、T91/P92。其发展可以分为以下两条主线:一是纵向,通过提高主要耐热合金元素Cr含量,从9%到12%,以在保证材料强度的基础上进一步提高材料的高温抗 氧化性;二是横向,通过优先添加N、V、Nb、W、B、Cu等合金元素,提高高温强度并使显微组织及第二相在高温下稳定性更为理想,见图8-16所示。
T91/P91高压锅炉管,在20世纪80年代引进亚临界机组设计、制造技术时一同引入了我国,90年代国内已有企业开发出了T91/P91高压锅炉管,但没有得到锅炉企业的认可。20世纪初宝钢开发出了T91产品并批量供货(得到了国内几大锅炉企业的认可),之后,攀成钢、天津钢管、衡阳华菱钢管、常宝、北方重工等企业也都开发出了T91/P911产品并批量供货。
二、奥氏体耐热不锈钢(18%~8%、25%~20% CrNi)
奥氏体耐热钢的使用温度范围一般在600℃以上,近些年,开发了使用温度已超过650~700℃的奥氏体不锈钢管,且已成功并广泛应用在超(超)临界锅炉的高温部位上。常见的奥氏体耐热不锈钢管有TP304H、TP347H、TP347HFG、SUPER304H、TP310HNbN(HR3C)等。具体化学成分见表8-5所示。
奥氏体耐热钢的发展也可以分为以下两条主线。一是纵向,提高主要耐热合金元素Cr含量,从18%到25%,以在保证材料强度的基础上进一步提高材料的高温抗氧化性;二是横向,通过添加N、Nb、Co、B、Cu等合金元素,已使得显微组织及第二相在高温下稳定性更为理想,见图8-17所示。
TP304H、TP347H奥氏体耐热钢从20世纪80年代引入我国,90年代原上钢五厂率先试制成功,但因高温性能问题一直未能供货。直到2007年10月宝钢实现了Super304、TP310HNbN(HR3C)奥氏体不锈钢管的批量生产。这之后久立特材、太钢不锈、江苏武进等企业也都开发出了TP304H、TP347H、TP347HFG、SUPER304H、TP310HNbN(HR3C)等奥氏体耐热不锈钢管。