十三 火SUS310JITB（HR3C）鋼管
1 簡介
HR3C（火SUS310JITB）是日本住友金屬在ASME SA-213TP310型鋼基礎上加入較多的Nb和N而研制開發出的新型改良奧氏體不銹鋼，已經納入日本MITI規范，牌號定為“火SUS310JITB”，經ASME Code Case 2115-1確認，列入ASME SA- 213，定名為TP310HCbN。由于在該鋼中加入了很多的Cr、Ni、，該鋼的抗拉強度高于常規的18-8不銹鋼，持久強度和許用應力遠高于常規的18-8不銹鋼以及TP310鋼，高溫耐熱蝕抗力大大優于含Cr較少的鋼，且抗蒸汽氧化性能極優。
2 用途
主要用于制造超臨界壓力參數的大型發電鍋爐或循環流化床鍋爐的溫度不超過700℃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、高壓或高硫或高氯環境腐蝕的管件等。日本Electric Power Development Co. Wakamatsu/PFBC 的71MW爐的再熱器和過熱器上應用此鋼，出口溫度均為593℃。此外，也在英國的National Power West Burton的500MW、美國Tennessee Valley Authority Gallatin的300MW、South Carolina Electric & Gas AM Williams的560MW的再熱器和過熱器上應用。我公司分包的日本MIE工程中的循環流化床的末級過熱器也應用此鋼。
3 技術要求及試驗數據
3.1 化學成分（%）
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規范
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C
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Mn
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Si
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P
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S
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Cr
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Ni
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Nb注
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N
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ASME code case 2115-1或HR3C
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0.04-0.10
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≤2.00
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≤0.75
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≤0.030
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≤0.030
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24.0-26.0
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17.0-23.00
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0.20-0.60
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0.15-0.35
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ASME SA213- TP310HCbN
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0.04-0.10
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≤2.00
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≤0.75
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≤0.030
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≤0.030
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24.0-26.0
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17.0-23.00
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0.20-0.60
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0.15-0.35
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注：ASME SA213中的TP310HCbN的為Nb+Ta=0.20-0.60%，其余元素含量完全相同。
3.2 金相組織
火SUS310JITB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1100℃）的熱處理后，金相組織應為單一的過飽和奧氏體組織，晶粒度應為7級或更粗。
3.3 力學性能
室溫力學性能
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規范
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拉伸性能（縱向）
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硬度HB（HRB）
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σs(MPa)
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σb(MPa)
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δ(%)
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ASME code case 2115-1
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≥295
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≥655
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≥30
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≤256（100）
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注1：表中的延伸率數據均按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%）
3.4 持久強度σ （MPa）
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規范
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565℃
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593℃
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621℃
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649℃
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677℃
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704℃
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732℃
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ASME code case 2115-1
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78
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58.6
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44
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注：ASME code case 2115-1沒有直接的數據，是由許用應力轉換而來
3.5 許用應力σ（MPa）
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溫度℃
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510
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525
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550
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575
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600
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625
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650
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675
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700
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732
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σ[注]
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116.1
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115.2
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113.6
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112.0
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106.6
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90.3
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69.0
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53.6
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41.2
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29.6
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注：ASME code case2115-1數值的內插數據
3.6 抗氧化性及抗腐蝕性能
火SUS310JITB在650、700℃蒸汽抗氧化試驗表明：其蒸汽抗氧化性極其優異，大大優于TP347H和17-14CuMo鋼管；相同條件下的氧化腐蝕深度分別約為后二者的15和8%左右，如經在650℃、42839小時的蒸汽抗氧化試驗，該鋼未見氧化層，而TP347H經650℃、10000小時和17-14CuMo經650℃、9000小時的剝落氧化層深度分別達到0.1mm和0.2mm;
該鋼在灰、汽環境中的高溫耐腐蝕抗力試驗結果證實：其高溫耐腐蝕抗力大大優于含Cr較少的鋼管，如經在650℃、42839小時的高溫耐蝕試驗，該鋼幾乎未見被腐蝕深度，而TP347H和17-14CuMo的被腐蝕深度分別為0.1mm和0.3mm。
4 工藝資料
4.1 熱處理
火SUS310JITB鋼管的供貨狀態為固溶處理，最低固溶處理溫度為1100℃。
4.2 焊接
該鋼有良好的焊接性能，熱裂敏感性試驗證實：其熱裂敏感性與TP347H相同。可采用氣體保護鎢極電弧焊（GTAW）或藥皮焊條電弧焊（SMAW）；相應的填充材料分別為SFA-5.14級ERNiCr-3和SFA-5.11級 ENiCrFe-2。對GTAW，資料推薦采用由日本SUMKIN WELDING INDUSTRIES供貨的、與HRC3鋼相配的焊材#T-HRC3；資料專門對此鋼的焊縫以及焊接材料進行了研究，以保證焊縫金屬的持久強度與母材相近。對環形焊縫，壓力界焊的最大管子外徑有所限制，不應超過89mm。焊后熱處理不是必須進行，但若其應用于高氯化物環境，如廢危物焚燒爐，則推薦采用焊后熱處理（最低處理溫度為1175℃/保溫15-30分鐘），以防止應力腐蝕開裂現象的發生。
與異種鋼焊接：
A）與T91，填充材料ERNiCr3、預熱/層溫（200-300℃）和焊后熱處理（730-750℃，30分鐘、空冷）；
4.3 彎管
4.3.1 冷彎
該鋼冷變形后對持久強度有負面影響。故對彎心半徑不大于2.5DR的彎曲變形（或雖彎
曲半徑較大，但有較大的拉伸殘余應力）后，推薦采用彎后熱處理；若其應用于高氯化物環境，如廢危物焚燒爐，所有彎管均須熱處理。規范與焊后熱處理相同。
4.3.2 熱彎
除非熱加工溫度控制在1175-1230℃，否則須進行重新固溶處理，以恢復其正常的持久強度性能。
