九 TP304H鋼管
1 簡介
SA-213 TP304H是ASME標準中的成熟鋼種,為含有較多的Cr和Ni奧氏體不銹鋼;我國GB5310-95中的1Cr18Ni9與該鋼類似。該鋼具有良好的組織穩定性,較高的持久強度、抗氧化性能、同時具有良好的彎管和焊接工藝性能等加工性能。但對晶間腐蝕和應力腐蝕較為敏感;且由于合金元素較多,容易產生加工硬化,使切削加工較難進行;其熱膨脹系數高,導熱性差。
2 用途
主要用于制造亞臨界、超臨界壓力參數的大型發電鍋爐的高溫過熱器、高溫再熱器、屏式過熱器的高溫段以及各種耐高溫高壓的管件等部件;對于承壓部件,最高工作溫度可達650℃;對于抗氧化部件,其最高抗氧化使用溫度可達850℃。另外,該鋼也可用于制造在低溫浸蝕性介質中工作的容器、閥、管道等以及要求耐腐蝕性的非磁性部件。但由于具有常規奧氏體鋼所具有的缺點,TP304H鋼用于承壓部件上時,有可能在某種程度上,被T92和HCM12A部分替代。
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
|
Ni
|
|
SA213 TP304H
|
0.04-0.10
|
≤2.00
|
≤0.75
|
≤0.040
|
≤0.030
|
18-20.0
|
8.0-11.00
|
|
GB5310
|
≤0.15
|
≤2.00
|
≤1.00
|
≤0.035
|
≤0.035
|
17-19.0
|
8.0-10.00
|
3.2 金相組織
TP304H鋼管的供貨狀態為固溶處理。經最終的固溶處理(最低固溶處理溫度1040℃)的熱處理后,金相組織應為單一的奧氏體組織,晶粒度應是7級或更細。
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(%)
|
|
SA213
|
≥205
|
≥515
|
≥35
|
≤90
|
|
GB5310
|
≥205
|
≥520
|
≥35
|
|
注1:表中的延伸率數據均按不同的標準規定的試樣測得。ASME 數據采用SA370中標距50mm試樣(對縱條試驗壁厚小于8mm,每減小0.8mm時,從基本最小伸長率可減小的百分值為1.5%)。國內采用5.65 (Fo是指試樣的有效橫截面積)。以下各溫度中的延伸率與此相同。
3.4 持久強度σ (MPa)
|
規范
|
600℃
|
620℃
|
640℃
|
650℃
|
670℃
|
700℃
|
750℃
|
|
SA213
|
|
|
|
|
|
|
|
|
GB5310
|
95
|
81
|
68
|
63
|
52
|
40
|
26
|
3.5 許用應力σ(MPa)
|
溫度℃
|
100
|
200
|
300
|
400
|
500
|
600
|
625
|
650
|
675
|
700
|
|
σ
|
122.2
|
112.4
|
110.3
|
107.4
|
99.7
|
64.7
|
53.1
|
41.6
|
37.3
|
27.7
|
注: 摘自ASME II卷D篇1A表的數值并內插所得數據
3.6 抗氧化性及抗腐蝕性能
該鋼在低于850℃的空氣介質中具有穩定的抗氧化性能。在650℃時,鋼管的蒸汽抗氧化性大大優于SA213-T91和HCM12A;相同條件下的氧化腐蝕深度僅為T91的39%、HCM12A的70%左右。
該鋼對晶間腐蝕和應力腐蝕敏感,同種鋼焊接頭的拉伸應力腐蝕試驗表明:溶合線和熱影響區是發生應力腐蝕的敏感區。奧氏體和銹鋼與鐵素體鋼管對接焊時,焊后進行700℃以上的熱處理溫度正處于不銹鋼的敏化區,故其抗晶間腐能力要比固溶狀態的鋼管要差,使用時應避免腐蝕源,特別是含氯離子介質的侵蝕。
此外該鋼在600℃以上易產生鈉釩腐蝕,也會受到煤灰中的硫酸鹽的腐蝕。
4 工藝資料
4.1 熱處理
TP304H鋼管的供貨狀態為固溶處理。最終的固溶處理的最低固溶溫度為1040℃。
4.2 焊接
焊接性能良好。手工焊焊條用奧102、奧107、奧132或E308-15(美國牌號);氬弧焊焊絲用H0Cr19Ni9或ER-308;若與鐵素體類材料進行異種鋼焊接,推薦采用ASME標準規定的ERNiCr3或ENiCrFe-3型號焊絲。焊后進行固溶處理可提高焊頭的熱強性能和抗晶間腐蝕能力。
4.3 冷熱加工
冷變形能力很好,可以進行冷軋、冷拔和冷作成形。冷彎、卷邊工藝性能也良好。