五 T23/P23（HCM2S）鋼管
1 簡介
T23（HCM2S）是日本住友金屬株式會社在我國G102（12Cr2MoWVTiB）基礎上，將碳含量從0.08-0.15%降至0.04-0.10%改進材料的焊接性能，Mo量從0.50-0.65%降至0.05-0.30%、W量從0.30-0.55%升至1.45-1.75%而研制成功的低合金貝氏體型耐熱鋼，近年由ASME Code Case 2199-1確認批準，擬列入ASME SA213，牌號定為T23。該鋼的前身、我國的G102（12Cr2MoWVTiB）在國內的大型電站鍋爐上已經得到廣泛應用。
T23（HCM2S）鋼力學性能和金相組織穩定、焊接性能好，室溫強度和沖擊韌性較G102為佳，許用應力基本等同于我國的G102、而優于SA213-T22和我國的12Cr1MoVG。總的說來，T23（HCM2S）優點較多，由于G012在我國的鍋爐中已經成功應用多年，T23（HCM2S）鋼在國內等同代替G102完全可行。
2 用途
T23（HCM2S）綜合性能良好，其最高使用溫度為600℃，可用于制造大型亞臨界電站鍋爐金屬壁溫不超過600℃的過熱器和再熱器；或用作為超臨界鍋爐的水冷壁材料；此鋼的大口徑管（P23），可用于制造金屬管壁溫度≤575℃（較佳使用溫度為550℃）高溫過熱器聯箱、高溫再熱器聯箱及主蒸汽管道等。
3 技術要求及試驗數據
3.1 化學成分
化 學 成 分 （%）
|
規范
|
C
|
Mn
|
Si
|
P
|
S
|
Cr
|
W
|
Mo
|
V
|
Nb
|
N
|
Al
|
|
ASME code case 2199-1
|
0.04-0.10
|
0.10-0.60
|
≤0.50
|
≤.030
|
≤.010
|
1.90-2.6
|
1.45-1.75
|
0.05-0.30
|
0.20-0.30
|
0.02-0.08
|
≤0.03
|
≤0.03
|
|
住友規定
|
0.04-0.10
|
0.10-0.60
|
≤0.50
|
≤.030
|
≤.010
|
1.90-2.6
|
1.45-1.75
|
0.05-0.30
|
0.20-0.30
|
0.02-0.08
|
≤0.03
|
≤0.03
|
注：還含有B（硼），規定值均為0.0005-0.006%。
3.2 金相組織
T23（HCM2S）鋼的供貨狀態為正火+回火。經正火+回火的最終熱處理后，金相組織為回火貝氏體。
3.3 力學性能
室溫力學性能
|
規范
|
拉伸性能（縱向）
|
硬度HRB
|
|
σs(MPa)
|
σb(MPa)
|
δ(%)
|
|
ASME code case 2199-1
|
≥400
|
≥510
|
≥20
|
≤97
|
|
住友規定
|
≥400
|
≥510
|
≥20
|
≤97
|
3.4 持久強度σ （MPa）
|
規范
|
500℃
|
525℃
|
550℃
|
575℃
|
600℃
|
625℃
|
650℃
|
|
Case 2199-1
|
165
|
157
|
131
|
106
|
82
|
55
|
|
3.5 許用應力σ（MPa）
|
溫度℃
|
350
|
400
|
450
|
500
|
525
|
550
|
575
|
600
|
625
|
650
|
|
σ
|
125
|
124
|
117
|
111
|
105
|
87
|
71
|
53
|
38
|
25
|
注：ASME code case 2199 的數據
3.6 抗氧化性
對該鋼在600℃的蒸汽抗氧化性試驗表明：T23（HCM2S）鋼管在該溫度下的抗氧化性略優于SA213-T22的抗氧化性能 。
4 工藝資料
4.1 熱處理
T23（HCM2S）鋼的熱處理規范為：正火+回火，正火溫度1060±10℃+回火溫度770±10℃。
4.2 焊接
由于該鋼碳含量低，故有良好的焊接性能，對薄壁管焊前可不預熱，焊后也不必熱處理。可采用鎢極氣體保護電弧焊（GTAW）或藥皮焊條電弧焊（SMAW）；填充金屬分別為#T-HCM2S和#HCM2S，可由日本SUMKIN WELDING INDUSTRIES供貨。對厚壁管如尺寸Φ101.6×15.8的，ASME code case 2199要求進行不低于150℃的預熱后，則不用進行焊后熱處理，但若采用焊后熱處理，推薦700-730℃/按25.4mm/h、但不少于30分鐘的熱處理；對大口徑厚壁管，推薦200-300℃的預熱，焊后進行700-730℃/最少按25.4mm/h的熱處理。
對異種鋼焊接：
A）與T22，焊接材料、預熱/層溫和焊后熱處理，均按T22的要求執行；
B）與T91，焊接材料按T23、預熱/層溫（200-350℃）和焊后熱處理（700-730℃）；
C）與TP347H，焊接材料用ERNiCr-3、預熱/層溫（不要求）和焊后熱處理(按T23進行)；
D）與TP304H，焊接材料用ERNiCr-3、預熱/層溫（不要求）和焊后熱處理（按T23進行）；
4.3 彎管
對T23：該鋼彎曲變形性能與T22接近，適合各種彎曲工藝。冷、熱彎后硬度只是略有增加時（HV170-190），可不采用彎后熱處理；但冷加工率高于15%，彎曲部分的持久強度將下降，推薦采用去應力熱處理，與焊后熱處理相同； Flat bending的加熱溫度高于AC3，硬度升高達HV300-310時，至少進行彎后去應力熱處理，推薦最好采用正火+回火（1050℃/1小時、空冷+770℃/1小時、空冷）。
對P23：熱彎采用高頻加熱，在950-1050℃之間進行；彎后推薦快速冷卻。彎后采用與P91相同的正火+回火的熱處理，其正火后推薦快速冷卻以保證得到更好的韌性。
