电厂常用金属材料牌号及其应用

电厂常用金属材料牌号及其应用
一、电厂常用金属材料及分类方法
火力发电厂由锅炉、汽轮机、发电机和辅机组成。

使用的金属材料很多，主要以钢材为主，还有铸钢、铸铁、以及铜、铝、钛等有色金属。

根据制造者和使用者的不同，对一种材料常用几种不同的分类方法。

1、钢的分类
钢，是对含碳量质量百分比介于0.02%至2.11%之间的铁碳合金的统称（以铁为主要元素、含碳量一般在2%以下，并含有其他元素的材料）。

钢的化学成分可以有很大变化，只含碳元素的钢称为碳素钢（碳钢）或普通钢；在实际生产中，钢往往根据用途的不同含有不同的合金元素，比如：锰、镍、钒等等。

⑴按化学成分分类
⑵按钢的品质分类
⑶按冶炼方法分类
⑷按显微组织分类
⑸按用途分类
⑹按强度分类
2、铸铁的分类
3、铜的分类
二、化学元素及其在钢中的作用
1、电厂常用金属材料中的化学元素
钢中常存五元素：C、Si、Mn、S、P 钢中五害元素：Sn、Pb、As、Sb、Bi 2、钢中主要元素在钢中的作用
三、世界主要国家钢号表示方法
1、中国钢号表示方法
根据GB/T 221-2008《钢铁产品牌号表示方法》规定，钢号采用汉语拼音、化学元素符号和阿拉伯数字相结合的原则，即：
⑴钢号中添加的合金元素采用化学元素符号表示，如Cr、Mo、Mn…等。

混合稀土元素用Re或Xt表示。

⑵产品名称、用途、冶炼和浇注方法等，一般采用汉语拼音的缩写字母表示。

⑶钢中主要化学元素含量用阿拉伯数字表示。

不同钢种其钢号表示方法有所不同，分别举例说明如下：
a、碳素结构钢：Q235A（A3）钢
“235”表示屈服强度下限数值，单位MPa，“A”表示质量等级代号，共分为A、B、C、D四级。

b、优质碳素钢：20，20g钢
钢号头两位数字表示平均含碳量的万分之几，“20”表示平均含碳量为0.2%。

钢号后缀“g”表示锅炉用钢。

c、碳素工具钢：T8A
“T”代表碳素工具钢类，数字表示平均含碳量的千分之几，“8”表示平均含碳量为0.8%。

钢号后缀“A”表示高级优质。

d、合金结构钢、耐热钢：12Cr2MoWVTiB（102钢）
钢号头两位数字表示平均含碳量的万分之几，“12”表示平均含碳量为0.12%。

钢中主要合金元素含量一般以百分之几表示，小于1.5%时只标符号，不标含量。

但
对易混淆的钢号除外，如12Cr1MoV和12CrMoV，前者Cr0.9～1.2%，后者Cr0.6～0.9%，其余成分全部相同。

当平均合金含量在1.50﹪～2.49﹪，2.50﹪～3.49﹪…，21.50﹪～22.49﹪，…范围时，分别用相应数字2，3，…，21，…标注。

e、不锈耐酸钢、耐热钢：1Cr18Ni9Ti
钢号前数字表示平均含碳量的千分之几，“1”表示平均含碳量为0.1%。

当平均含碳量≤0.1﹪，用“0”表示；当平均含碳量≤0.03﹪，用“00”表示。

合金元素及含量标注同上。

f、合金工具钢（高速钢）：W18Cr4V
一般不标出碳含量。

2、美国钢号表示方法
美国钢铁产品牌号大都采用美国各团体学会标准的牌号表示方法。

主要有：
AISI（American Iron and Steel Institute）美国钢铁学会标准
SAE（American Society of Automotive Engineers）美国汽车工程师学会标准ASTM（American Society of Testing and Materrials）美国材料试验学会标准ASME（American Society of Mechanical Engineers）美国机械工程师学会标准此外还有“金属与合金牌号的统一数字系统”（Unified Numbering System for Metals and Alloys），简称UNS系统。

结构钢的钢号目前大都采用AISI和SAE标准的钢号表示方法。

钢号一般采用四位数字来表示，前两位表示钢类，后两位表示钢中平均含碳量，以万分之几表示。

如：“1016”——普通碳素钢，含碳量0.16%，相当于我国的16Mn。

不锈钢和耐热钢的钢号通常采用AISI钢号表示方法。

钢号由三位数字组成，第一位数字表示钢的类型，其它两位数字只表示顺序号。

如：“3××”——镍铬奥氏体钢。

对于我们常见的电站用钢，主要采用ASTM和ASME标准的钢号表示方法。

I.部分ASME/ASTM标准及所列出的材料牌号：
SA-106 高温用无缝碳钢公称管；
分A、B、C三等级，形成SA-106A、SA-106B、SA-106C三种钢。

其中A级钢中：C≤0.25%、S≤0.035%、P≤0.035%。

SA-192 / SA-192M 高压用无缝碳钢锅炉管子；
SA-209 / SA-209M 锅炉和过热器用无缝碳钼合金钢管子；
分T1、T1a、T1b三等级，形成三种钢。

SA-210 / SA-210M 锅炉和过热器用无缝中碳钢管子；
分A-1、C二等级，形成二种钢。

SA-213 / SA-213M 锅炉、过热器和换热器用无缝铁素体和奥氏体合金钢管子；
标准给出的铁素体钢有：
标准给出的奥氏体钢有：
SA-335 / SA-335M 高温用无缝铁素体合金钢公称管；
标准中给出的钢有：
SA-387 / SA-387M 压力容器用铬钼合金钢板；
SA-515 / SA-515M 中、高温压力容器用碳钢板；
按强度等级分为：60；65；70；三种钢
SA-516 / SA-516M 低、中温压力容器用碳钢板；
按强度等级分为：55；60；65；70；四种钢
SA-662 / SA-662M 中、低温压力容器用碳锰钢板；
分A、B、C三等级，形成三种钢。

SA-672 / SA-672M 中温高压用电熔化焊公称管；
其中有：A672B70CL32
SA-691 / SA-691M 高温、高压用碳素钢和合金钢电熔化焊公称管。

其中有：A691Cr1-1/4CL22
II.ASME钢号表示方法及其含义
在选用ASME材料时，常常遇到比如：SA213 TP304H、SA106 Gr.B的情况，那么它们到底表示什么意思呢？以下来详细说明其中的含义。

ASME 的钢号基本上按以下六部分来表示：
S x xxx xx xxx x
①②③④⑤⑥
S A 213 TP 304 H
①.“S”： ASME 标志代号。

②. x ：分“A”、“B”两种：
A 表示铁基材料（ASME第二卷材料篇中PART A）；
B 表示非铁基材料（ASME第二卷材料篇中PART B）。

③．xxx：表示钢号序号。

如“53、106、335、213、216、240”等等，感觉有点像国标的标准号。

④．xx：常用的有“TP、GRADE（Gr）、TYPE(T)、WC、CLASS(CL)、F”等，
其表示的意义分别为：
“TP”：不锈钢耐热钢；
“WC”：可焊铸钢；
“GRADE”：按化学成份分的类别；
“F”：锻件；
“TYPE”：按化学成份的类型；
“CLASS”：按成份或强度分的类别；
“T”：小口径管；
“P”：大口径管。

⑤．xxx :数字或英文字母，其意义如下表：
⑥.x：附加说明如：
H－表示含碳量较高，（C=0.04～0.1%）；
L－表示含碳量较低（C<0.035%）；
N－表示含氮；
CD－冷拔；
ERW－电阻焊管。

III.GB5310-2008、ASME/ASTM、JIS管子材料对照表
根据GB5310-2008标准，此标准中钢的牌号与ASME/ASTM以及JIS相近钢牌号对照表如下：
GB5310-2008、ASME/ASPM、JIS管子材料对照表
因此，T91/P91可由10Cr9Mo1VNbN的材料代替；T22/P22可由12Cr2MoG的材料代替；SA106-B的管子可由20G或者20MnG的材料代替。

3、德国钢号表示方法
DIN表示德国工业标准。

钢号有两种表示方法，DIN17006体系和DIN17007体系，常见的为DIN17006体系。

对于碳素钢，常有按照材料强度的表示方法。

如St45.8：钢号的主体由St字母（stahl的缩写）和随后的抗拉强度下限数值组成（kgf/mm2），然后是附在主体后面代表保证范围的数字和处理状态的缩写字母，保证范围见下表。

“St45.8”中St45代表抗拉强度下限450MPa，8代表保证高温强度或蠕变强度。

St45.8相当于中国的20g。

对于低合金钢，由表示含碳量为万分之几的数字、合金元素符号和表示合金元素含量值的数字组成。

合金元素采用化学元素符号表示，并按其含量的高低依次排列，含量相同时则按字母次序排列。

实际合金元素含量是数字除相应指数。

Cr、Co、Mn、Ni、Si、W的指数为4，Al、Cu、Mo、Nb、Ti、V的指数为10，N、S、P的指数为100。

例如：10CrMo910，平均含碳量为0.10%，Cr含量2.25%，Mo含量1%。

相当于中国的12Cr2MoG，美国的T22、P22、F22。

对于高合金钢（钢中总合金元素含量≥5%），钢号前面冠以字母“X”，随后是表示平均含碳量万分之几的数字、按含量排序的合金元素符号和表示主要合金元素含量的平均百分数组成。

平均百分数按四舍五入化为整数。

例如：X6CrNiNb1810——含0.06%C，18%Cr，10%Ni及少量Nb，相当于中国的0Cr18Ni11Nb，美国的TP347H；X2CrNiMo18143——含0.02%C，18%Cr，14%Ni和3%Mo，相当于中国的00Cr17Ni14 Mo2，美国的TP316L。

4、日本钢号表示方法
JIS是日本工业标准的代号（Japanese Industrial Standard）。

钢号原则上由三部分组成。

第一部分用英文字母表示材料分类，如：“S”表示钢（steel）。

第二部分对于碳素钢，用数字表示含碳量，其它钢材用英文字母表示用途、钢材种类或主要合金元素等。

钢号的第三部分一般为数字，对于碳素结构钢，用来表示强度下限值；对于合金结构钢，数字代号表示合金元素含量及碳含量；对于不锈钢和耐热钢，用三位数字表示，基本上参考美国AISI标准不锈钢的2XX、3XX、4XX及6XX等数字系列。

此外，在第三部分之后，根据需要，还可附加表示形状、制造方法及热处理等方面的后缀符号。

部分钢材用途、钢材种类对应的符号
主要合金元素代表符号
主要合金元素含量数字代号与元素含量范围对照
由于日本钢号表示方法规律性差，现通过一些典型钢号做具体说明：
S20C S表示钢，20表示碳含量（C%×100），C表示碳素钢。

该钢号相当于中国20号钢。

SB42 S表示钢，B表示锅炉及压力容器用碳素钢板，42表示抗拉强度下限值（kgf/mm2）。

该钢号相当于中国20g。

SGV42 S表示钢，GV表示中、常温压力容器用碳素钢板，42表示抗拉强度下限值（kgf/mm2）。

该钢号相当于中国20g。

STBA22 S表示钢，TBA表示锅炉、热交换器用合金钢管，22表示钢种序号。

该钢号相当于中国15Cr1Mo，德国15CrMo44，美国T11、P11、F11。

STBA24 S表示钢，TBA表示锅炉、热交换器用合金钢管，24表示钢种序号。

该钢号相当于中国12Cr2MoG，德国10CrMo910，美国T22、P22、F22。

STPA28 S表示钢，TPA表示管道用合金钢管，28表示钢种序号。

该钢号相当于中国10Cr9Mo1VNb，德国X10CrMoVNb91，美国T91、P91。

SUS321 S表示钢，US表示结构用不锈钢，321表示铬镍奥氏体钢序号。

该钢号相当于中国1Cr18Ni9Ti，德国X12CrNiTi189，美国AISI321。

SCr440 S表示钢，Cr表示含铬钢，4表示铬含量在0.30～0.90%之间。

40表示碳含量（C%×100）。

该钢号相当于中国40Cr，德国41Cr4，美国5140。

SACM645 S表示钢，ACM表示含铝、铬、钼钢，6表示铬含量在＞1.40%、钼含量在0.15～0.30%之间。

45表示碳含量（C%×100）。

该钢号相当于中国38CrMoAl，德国41CrAlMo7，美国6470E。

5、俄罗斯钢号表示方法
ΓΟСΤ是原苏联的标准代号。

该标准原则上和中国标准GB/T 221-2008相近，只是钢号中化学元素名称及用途等用俄文字母表示。

常见的钢号15ХΜ、12Х1ΜФ、12Х18Η10Τ就相当于中国的15CrMo、12Cr1MoV、1Cr18Ni9Ti。

俄文字母所代表的化学元素符号
四、火力发电厂常用钢号介绍
用钢特点：种类繁多，耗钢量大。

运行条件：高速旋转承受扭矩和冲击载荷，在烟、汽、水等腐蚀介质下工作，高温、高压下长期运行。

电站金属材料选用原则——①使用性能（力学性能、组织稳定性、物理化学性能），②工艺性能（冶炼、冷热加工及焊接性能），③经济合理性（综合成本发挥可用潜力），
④符合有关的国家标准和行业标准要求。

1、蒸汽管道（含集箱）和锅炉受热面管子用钢
⑴工作条件
蒸汽管道（主蒸汽管道、导汽管、再热蒸汽管道）：钢管重量、介质重量、保温材料重量、支撑悬吊等附加载荷；管、孔应力集中承受内部介质高温、高压作用；管壁温度与介质温度相近，即在蠕变条件下运行；启停炉时，存在周期性交变载荷、热应力；内、外壁腐蚀。

过热器和再热器管：管壁温度大于介质温度20～90℃，长期高温应力作用下工作，受高温烟气腐蚀和磨损。

水冷壁管：锅炉给水水质不好，内部容易产生垢下腐蚀；燃料含硫高时，外壁会出现硫腐蚀。

省煤器管：温度波动大，烟气飞灰磨损。

⑵用钢要求
蒸汽管道：
足够高的蠕变强度（累积相对蠕变变形量小于2%）、持久强度（大于50MPa～70MPa）、持久塑性（大于延伸率3%～5%）；
良好的组织稳定性；
高的抗氧化腐蚀性；
良好的工艺性能：热、冷加工性能及焊接性能。

过热器和再热器管：
足够高的蠕变强度、持久强度和持久塑性
具有相对稳定的组织和性能
高的抗氧化性能（1级完全抗氧化性，工作温度下的氧化速度﹤0.1mm/a）
良好的冷、热加工工艺性能和焊接性能。

水冷壁和省煤器管：
有一定的室温、高温强度，使管壁厚度不致过厚，从而传热效果良好，并有利于加工。

良好的抗热疲劳性能和供热性能，以防因脉动疲劳或热疲劳损伤而导致过早损坏。

良好的抗腐蚀性能，并要求耐磨损性能、工艺性能好，尤其是焊接性能良好。

⑶电站常用钢管用钢
⑷管材替换原则
替换管材须具备符合强度设计要求的许用应力；
有与被替换管相匹配的管径、壁厚；
掌握替换管材所要求的焊接工艺、并有相应的焊接材料。

2、锅炉锅筒（汽包）用钢
⑴工作条件：
一定的温度、压力，水汽介质腐蚀；
上下壁、内外壁温差——热应力；
管、孔——应力集中；
温度交变，低周疲劳。

⑵对材料的要求：
高的高温强度：对于高压、超高压及亚临界锅炉锅筒，σs≥ 400MPa；对于启停频繁、调峰锅炉，为防止产生低循环疲劳损伤，σs/σb～0.7、缺口敏感性低、抗疲劳性能良好；
具有良好的冲击韧性、高的断裂韧性和较低的时效敏感性，且脆性转变温度较低；高的抗汽水腐蚀能力；
良好的塑性，热、冷加工性能及焊接性能。

⑶锅筒用钢——优质碳素钢和低合金钢
3、汽机大锻件用钢
汽轮机转子、叶轮；发电机转子、护环
⑴工作条件
复杂应力作用（扭转力矩、交变弯曲应力、离心力、旋转振动交变应力、瞬时冲击载荷扭应力、热应力、装配应力）
高温蒸汽——蠕变损伤
启停变负荷——疲劳损伤
腐蚀介质——应力腐蚀
发动机护环在氢冷氛围，一定程度受到氢腐蚀
⑵汽轮机主轴和叶轮用钢要求
足够高的强度、良好的塑性和韧性；
较高的蠕变强度、持久强度和长期组织稳定性；
较高的断裂韧性和抗疲劳性能，低的脆性转变温度；
较低的残余应力(≯相应强度级别材料径向屈服强度下限值的8%)。

锻件Φ=600～1000mm，≯40MPa；锻件Φ﹥1000mm，≯50MPa。

良好的抗氧化和抗高温蒸汽腐蚀的能力。

冶金质量好、材料性能均匀，不应有裂纹、白点、缩孔、折叠、过度的偏析，以及超过允许的夹杂和疏松等。

锻件材料均匀性，可在锻件热处理后，通过测量硬度的方法进行检验
硬度的均匀性要求规定为：
对于转子体和主轴锻件——同一圆弧表面上各点间的硬度差不应超过30HB，在同一母线上的硬度差不应超过40HB。

对于轮盘和叶轮——轮缘和轮毂的半径方向上每隔90°各测1点，轮缘和轮毂间任意两点间的硬
度差不应超过40HB，轮缘各点间和轮毂各点间的硬度差不应超过30HB。

⑶汽轮机主轴和叶轮用钢
≤450℃、截面厚度＜450mm的汽轮机转子和
叶轮
⑷无磁性护环用钢要求
高的强度，尤其屈服强度，尽可能高的塑韧性
材料均匀，晶粒要细
残余应力小，且分布均匀
较好的冷、热变形性能
良好的抗腐蚀性能
适当的热膨胀系数
⑸常用汽轮发电机护环用钢
4、汽轮机与燃气机叶片用钢
⑴工作条件
高速旋转，动叶片离心力引起的拉应力；
蒸汽流动产生的弯曲应力和扭转应力；
机组频繁启停造成叶片承受交变载荷作用；
转子平衡、隔板间隙不良引起叶片振动；
受化学腐蚀和汽水冲蚀；
燃机叶片受高温氧化腐蚀。

⑵叶片用钢要求
较高的强度、塑性、韧性和热强性能。

对于﹥400℃工作的叶片，除室温力学性能外，
还应具有较高的持久强度、蠕变强度及持久塑性，且组织性能稳定性好，持久缺口敏感性低。

良好的减振性、耐蚀性，且抗腐蚀疲劳和抗热腐蚀性疲劳性能好。

耐磨性能好。

特别是承受水滴冲刷磨损的后几级。

良好的工艺性能。

⑶常用汽轮机叶片用钢
5、高温紧固件（螺栓、螺母）用钢
⑴工作条件
大多在高温状态下工作，主要承受拉伸应力，有时也承受弯曲应力。

有些紧固件承受高温氧化作用。

⑵用钢要求
抗松弛性能高。

(最小密封应力一般为150MPa，压紧力大于最小密封应力)
一定的持久强度和蠕变强度，蠕变脆化倾向及蠕变缺口敏感性小，且具有良好的持久塑性。

组织性能稳定性好，回火脆性和热脆性倾向小。

承受疲劳载荷(如联轴器螺栓)材料，较高的抗疲劳和抗剪切的能力。

在汽缸内部工作的螺栓，由于受蒸汽和水的冲蚀，还应具有一定的抗蚀性。

为防止螺纹咬死和减少磨损，选材时，螺母材料强度等级应比螺栓低一级(硬度低20HB～50HB)。

⑶常用高温紧固件用钢（GB/T 20140-2006、DL 439—2006）
6、汽轮机与锅炉铸钢件用钢
汽轮机铸钢件主要有：汽缸（高中压外、内缸）、喷嘴室、隔板、高、中主汽门和调速汽门等；锅炉铸钢件主要有：阀门、堵阀、管道附件等。

⑴工作条件
温差引起热变形、热应力（汽缸）
蒸汽压力差产生应力作用（隔板）
启动和负荷变动可能产生热疲劳（喷嘴室）
除了承受温差、压力差，还承受工质的冲蚀、磨损和热应力作用（阀门）
⑵用钢要求
良好的浇铸性能（好的流动性及小的收缩性）。

为此，铸钢中碳、硅、锰的含量应比锻、轧件高一些。

高温及高应力下长期工作的铸钢件用钢——较高的持久强度和塑性，并具有良好的组织性能稳定性。

承受疲劳载荷作用的铸钢件用钢——良好的抗疲劳性能和较高的冲击韧性。

(如汽轮机汽缸和喷嘴室)
承受高温蒸汽冲蚀与磨损的铸钢件用钢——一定的抗氧化性能和耐磨性能。

需焊接的铸钢应具有满意的可焊性。

⑶常用铸钢件用钢
7、锅炉构架用钢
锅炉构架又称锅炉骨架，分支承式、悬吊式和半悬吊式。

构架主要由梁、柱、顶板、护板、盖板、平台、楼梯、冷灰外壳等元件组成。

⑴工作条件
承载锅炉本体载荷（汽包、管道、受热面、集箱、汽、水、煤、油等）和其他载荷（安全阀反冲力、炉内爆炸力、地震载荷、风载荷、雪载荷等）
⑵用钢要求
足够的常温强度和刚度
适宜的脆性转变温度（对于严寒地区，NDT低于-40℃）
良好的焊接性能
⑶锅炉钢架常用钢号及应用范围
8、压力容器用钢
电站压力容器主要有：换热容器（高加、低加、热网加热器、疏水、蒸汽冷却器等、液氨蒸发器等）、储存容器（定排、连排、扩容器、缓冲罐、氢罐、压缩空气罐、仓泵、液氨储罐等）、分离容器（除氧器）。

⑴工作条件
工作压力高、介质冲刷磨损、介质腐蚀
⑵用钢要求
室温强度、良好塑性配合，屈强比适宜，高的抗时效能力。

良好的韧性。

对于20R、16MnR以及15MnVR钢板，其室温横向(夏比V形缺口试样)冲击功应不小于31J，而对于强度较高的15MnVNR以及18MnMoNbR钢板，其冲击功应不低于34J。

此外，应选用材料的脆性转变温度和无塑性转变温度比较低的钢材。

对于承受腐蚀介质作用的容器，应根据使用环境和受力状态，选用耐腐蚀性好的材料。

具有良好的冷、热加工性能和焊接性能的材料。

⑶部分压力容器常用钢板牌号
五、某600MW超超临界机组用钢特点
1、机组参数
火力发电机组锅炉的参数：
2、600MW超超临界机组的用钢实例
锅炉部分
四大管道部分
汽机部分
六、超（超）临界机组新型材料简介
超(超)临界机组的发展是以材料的发展为基础的，在超（超）临界机组中，由于材料要在高温、高压下运行，因而要求材料不但要有良好的持久强度，而且还要求具有良好的抗高温氧化性能，特别是抗蒸汽侧氧化。

因此，为了适应超（超）临界机组的发展需求，美国、日本、欧洲等发达国家，经过多年的研究，开发了2.25%Cr系列，9%Cr系列及奥氏体系列等新钢种，并纳入到美国ASME/ASTM标准中，成为制造超（超）临界机组的主要侯选钢种。

目前我国建造的超（超）临界机组中，首次采用的新型耐热钢有T92/P92、T122/P122、Super304H和HR3C四种。

T92/P92和T122/P122为新型铁素体耐热钢，目前我国USC机组主蒸汽管道、集箱的选材为P92和P122钢。

Super304H和HR3C为新型奥氏体耐热钢，目前我国USC锅炉高温过热器选材为Super304H和HR3C。

钢材的耐热性能主要是通过合金化来达到的。

所谓合金化，就是在碳钢的基础上加入可以提高热稳定性和热强性的合金元素。

常用的合金化元素是Cr、Mo、W、V、Ti、Nb和稀土元素。

所加入的合金元素种类和成份不同，钢的组织结构和耐热性能就不一样。

从上述可以得出，新型耐热钢按合金成分及金相组织的不同分为以下几类，根据分类对新型材料进行了解和认识。

1、2.25%Cr系列低合金耐热钢
2.25%Cr系列耐热钢主要有ASME标准中T22、T23、T24及GB5310中12Cr2MoWVTiB
（R102）钢，化学成分见下表。

2.25%Cr系列耐热钢化学成分 (WP%)
标准 C Si Mn P S Cr W Mo V Nb N B Al Ti
ASME SA-21 3 T22 0.05~0.1
5
≤0.50
0.30~0.6
≤
0.02
5
≤
0.02
5
1.90~
2.6
-
0.87
~
1.13
- - - - - -
ASME SA-21 3 T23 0.04~0.1
≤0.50
0.10~0.6
≤
0.03
≤
0.01
1.90~
2.6
1.45
~
1.75
0.05
~
0.30
0.20
~
0.30
0.02
~
0.08
≤
0.03
0.0005
~
0.006
≤
0.03
-
ASME SA-21 3 T24 0.05~0.1
0.15~0.4
5
0.30~0.7
≤
0.02
≤
0.01
2.20~2.6
-
0.90
~
1.10
0.20
~
0.30
-
≤
0.01
2
0.0015
~
0.0070
≤
0.02
0.05
~
0.10
GB531 0 R102 0.08~0.1
5
0.45~0.7
5
0.45~0.6
5
≤
0.03
≤
0.03
1.60~
2.1
0.30
~
0.55
0.50
~
0.65
0.28
~
0.42
- -
0.002~
0.008
-
0.08
~
0.18
此类钢在火电厂锅炉中作为压力部件得到大量应用，特别是过热器、再热器的低温区域以及水冷壁中，在联箱和管道中应用也比较普遍，其关键的性能要求包括：450℃以下良好的抗拉强度，550℃以下良好的持久强度；
T11/P11、T22/P22、12Cr1MoV等钢在亚临界锅炉已广泛应用，在上述材料的基础上，日本住友金属公司开发了T/P23，通过在T22基础成分中以W取代Mo，并添加Nb、V提高蠕变强度，降低C，提高焊接性能，同时加入微量的B提高淬透性以获得完全的贝氏体组织。

与此同时，欧洲开发了T/P24，其合金化特点是通过V、Ti、B 的多元微合金化提高蠕变性能。

因此适合作为超临界（超超临界）机组的水冷壁材料，也可取代P22、12Cr1MoV等材料作为亚临界机组的高温管道和联箱，以减小壁厚。

T23采用了低C，Mo、W复合固溶强化和Nb、V、B微量元素析出强化的优点，使该钢550℃~625℃的温度范围，许用应力是T22钢的2倍，580℃持久强度是12Cr1MoV 钢的1.4倍，持久强度与我国12Cr2MoWVTiB（R102）钢接近，且具有高的冲击韧性和良好的焊接性能，焊接时不须预热，焊后不必进行热处理，可代替10CrMo910、T22、12Cr1MoV和12Cr2MoWVTiB（R102）钢，成为制造超超临界电站锅炉水冷壁的主要候选材料。

T24是最近欧洲所研制的一种类似于T23产品的耐热钢，由于其在600℃的持久
强度低于T23，所以，目前还没有被我国锅炉行业批量采用。

2、9%Cr系列钢
ASME SA－213标准中所涉及的9%Cr系列钢分别是T9、T91、T92、T911，主要化学成分见下表。

ASME
SA-213
C Si Mn P S Cr Mo W V Nb B N Ni Al
T9
≤
0.15
0.25~1.00
0.30~
0.60
≤
0.025
≤
0.025
8.00~
10.0
0.90~
1.10
/ / / / / / /
T91 0.08~
0.12
0.20~
0.50
0.30~
0.60
≤
0.020
≤
0.010
8.00~
9.50
0.85~
1.05
/
0.18~
0.25
0.06~
0.10
/
0.03~
0.07
≤
0.40
≤
0.040
T92 0.07~
0.13
≤
0.50
0.30~
0.60
≤
0.020
≤
0.010
8.50~
9.50
0.30~
0.60
1.50~
2.00
0.15~
0.25
0.04~
0.09
0.001~
0.006
0.03~
0.07
≤
0.40
≤
0.020
T911 0.09~
0.13
0.10~0.50
0.30~
0.60
≤
0.020
≤
0.010
8.50~
10.50
0.90~
1.10
0.90~
1.10
0.18~
0.25
0.06~
0.10
0.0003~
0.006
0.04~
0.09
≤
0.40
≤
0.040
注：code case 2179－5要求，T92化学成分中，Ti≤0.01％、Zr≤0.01％
其中T91是70年代中期，美国在T9钢(9Cr-1Mo)基础上，通过添加V、Nb、N 元素，形成铌、钒和碳氮化合物的析出强化作用，提高了钢在600℃左右的持久蠕变断裂强度，在593℃下，105h的持久强度高达100MPa。

9Cr和12Cr铁素体钢(如ASPM SA213标准中的T91钢) 一般都具有较好的抗高温腐蚀性能，允许金属壁温在650℃下长期工作，并保持优良的抗高温腐蚀性能，在600℃时的蠕变强度差不多是T9钢的3倍，与TP304H钢在625℃温度下等强(105h 的持久强度)，并且持久断裂塑性稳定。

经过多年的运行检验，T91已成为一个比较成熟的锅炉用钢种。

我国在1995年GB5310《高压锅炉用无缝钢管》标准修订时，将T91纳入到我国标准中，钢号为10Cr9Mo1VNb。

T/P91钢具有高的许用应力和韧性、抗疲劳性能，焊接性能优异，目前我国的亚临界和超临界机组中得到了广泛的应用，它主要用于制造高温过热器、再热器管以及高温集箱和蒸汽管道；
T/P92钢是用V、Nb元素合金化并控制B和N含量的新型铁素体钢，具有优异的高温强度和蠕变性能，欧洲实践经验表明：T92钢最适用于蒸汽参数在580℃～600℃（金属最高温度600℃～620℃）的锅炉本体（过热器、再热器），P92材料适用于锅炉外部的蒸汽参数高达625℃的高温部件。

T/ P122它的Cr含量比T/ P91钢有所提高，其耐腐性增强，通过用W替换部分Mo以及加入少量的B，使得这种钢获得了极好的蠕变性能，C是一种有效控制δ铁素体形成的元素，而减少C含量是为了提高焊接性，为了保证大直径和厚壁管道的韧性，δ铁素体形成应该被Cr当量控制其含量应限制在9%以下，通过加入Cu可以有效降低Cr当量，同时，在管子中这种钢含有少量的δ铁素体归因于Cr含量的增加，但Cr含量增加提高了热腐蚀性，许用应力是改良的9Cr-1 Mo钢的1.3倍，抗腐蚀性明显高于9Cr系列钢。

3、S30432（Super304H）、TP310HNbN（HR3C）等奥氏体不锈钢
化学成分见下表：
S30432（Super304H）、TP310HNbN（HR3C）化学成分(WP%) 标准 C Si Mn P S Cr Ni Cu Nb N ASPM A 213
S30432 Code case
2328-1
18Cr9Ni3CuNbN 0.07~
0.13
≤
0.30
≤
1.0
≤
0.04
≤
0.010
17.00~
19.00
7.5~
10.5
2.50~
3.50
0.30~
0.60
0.05~
0.12
ASMESA-213 TP310HNbN S31042 0.04~
0.10
≤
0.75
≤
2.00
≤
0.030
≤
0.030
24.00~
26.00
17.00~
23.00
-
0.20~
0.60
0.15~
0.35
新型奥氏体耐热钢分为18% Cr系列的TP304H 、SUPER304H 、TP347HFG等；
20%～25% Cr系列的HR3C、 NF709。

SUPER304H（S30432）是日本住友公司和三菱重工在TP304H基础上增加了C的含量，降低了Si 、Mn 、Cr、 Ni的含量，同时通过添加3%Cu、0.5%Nb、N开发出来的新钢种，650℃许用应力值比TP304H还高出40%。

运行10年后，组织和性能稳定，是超超临界机组中受热面高温段的首选材料。

可用于650℃以上过热器、再热器部件。

TP347HFG是日本住友公司在TP347H基础上开发出来，其抗高温蒸汽腐蚀性能优于TP347H，在保持原有TP347H较高的短时拉伸性能和和各种高温长时性能的同时，又提高了抗高温氧化和高温蒸汽腐蚀。

TP347HFG钢虽然它的化学组成和TP347H没有差别，但细晶粒强化效果明显，NbC固溶更加充分，细小弥散分布的MX型碳化物的。