马氏体耐热钢的性能和制造工艺

马氏体耐热钢的性能和制造工艺

摘要：马氏体耐热钢是一种具有热强性耐热钢，其中C和Cr含量较高，通常含铬量为10-13%，可以通过弥散强化机理假如第二相获得蠕变强度高的马氏体耐热钢，少量的镍、钼、钒等合金元素来进行合金化处理，铬、硅主要提高钢的抗氧化性，而镍、钼、钨、钒、锰等则用以提高钢的高温强度。因此，马氏体耐热钢具有高的蠕变强度、耐蚀性和热强性，是火力发电厂设备制造的主要材料。

本文从马氏体耐热钢的性能、成分、热处理工艺、脆性等方面做了简单介绍。关键字：马氏体耐热钢、火力发电厂、高温脆性.

Abstract: The martensitic steel is a kind of intensity of heat resistant steel, in which C and Cr content is high, usually chromium content of 10-13%, dispersion strengthening mechanism can be obtained if the creep strength of the second phase high martensitic steel, a small amount of nickel, molybdenum, vanadium alloys for alloying elements, chromium, silicon, mainly to improve the oxidation resistance of steel, and nickel, molybdenum, tungsten, vanadium, manganese, etc. are used to improve high temperature strength of steel. Therefore, the martensitic steel has high creep strength, corrosion resistance and thermal strength, and is a major power plant equipment manufacturing materials.

In this paper, the performance of martensitic steel, composition, heat treatment, brittle and so do a brief introduction.

Keywords: martensitic steel, power plants, high temperature brittleness.

目录

1.马氏体耐热钢概述 (2)

2. 马氏体耐热钢及化学成分 (3)

2.1常用马氏体耐热钢的化学成分 (4)

2.2新型马氏体耐热钢的化学成分 (4)

3 马氏体耐热钢组织结构分析 (5)

3.1 常规马氏体耐热钢 (5)

3.2 新型马氏体耐热钢 (6)

3.3 马氏体的形态和分类 (7)

3.4 马氏体相变过程和在回火过程中的组织转变 (8)

4 新型马氏体耐热钢的强化机理和在火力发电厂中的应用 (9)

4.1 新型马氏体耐热钢的强化机理 (9)

4.2 马氏体耐热钢在火力发电厂中的应用 (10)

5.马氏体耐热钢的基本性能 (11)

5.1马氏体耐热钢的抗氧化性 (11)

5.2马氏体耐热钢的高温强度 (11)

6.马氏体耐热钢的回火脆性 (12)

6.1低温回火脆性 (12)

6.2高温回火脆性 (13)

6.3影响回火脆性的因素 (13)

7.热处理工艺（电站用12%Cr耐热钢） (14)

1.马氏体耐热钢概述

马氏体耐热钢在火力发电厂中的应用比较普遍，一般多用于主蒸汽、高压旁路、再热蒸汽热段、导汽管等高温蒸汽管道和锅炉本体过热器、再热器、连通管等部件，汽轮机叶片也大多采用马氏体耐热钢。特别是进入21 世纪，T/P91、T/P92 等新型马氏体耐热钢引入我国以后，使其应用更加广泛。

传统的低铬系列和铬钼系列电站锅炉用钢，其工作温度和高温强度比较低，不能适应现代电站中高温高压部件的需要。在机组提高了运行参数之后，若仍用原来的几种耐热钢，设计受压件的计算壁厚将显著增加，大大增加钢材的用量和受压件的重量，增加电站锅炉的造价，增加高温运行的热应力，给电站锅炉的安全运行带来危害。因此，必须开发新型耐高温高压、抗腐蚀的电站锅炉用钢，这就是要在现代电站锅炉中大量采用综合性能优良的高铬马氏体耐热钢的根本原因。

我国于20世纪70年代初开始应用 9%～12%Cr 耐热钢，是世界上采用 9%～12%Cr耐热钢比较早的国家之一。它们主要用来制造电站锅炉过热器、再热器、高温蒸汽集箱、蒸汽管道。9%～12%Cr 钢属于高铬马氏体耐热钢，具有比较高的蠕变断裂强度、高温抗氧化及抗腐蚀性能。电站锅炉制造中最初采用的高铬耐热钢是合金成分比较简单的马氏体耐热钢，如国内电站锅炉制造中早已采用的A213-T9、HT-7、1Cr9Mo1、F11（X20CrMoWV121）、F12（X20CrMoV121）、HT-9 等普通型高铬耐热钢。虽然早期高铬耐热钢的工作温度和高温强度都比传统的低铬和铬钼系列钢有所提高，已经在电站锅炉制造中广泛应用，但是提高工作温度和压力的幅度还不够大，还不能满足超临界、超超电站锅炉的要求。通过人们不断地研究和实践发现，在上述耐热钢中，借助现代冶金工业的高科技以及高纯净冶炼、控轧、控冷加工等技术，适当添加 V、Nb、W、B、N 等强化合金元素之后，就可以开发出来新型的耐热、耐高温的高强度耐热钢。

2. 马氏体耐热钢及化学成分

2.1常用马氏体耐热钢的化学成分2.2新型马氏体耐热钢的化学成分