国产P92合金管耐热钢蠕变性能与国外P92钢差别多大？
作为含铬9%～12%（质量分数）的铁素体耐热钢的代表钢种，T92合金钢管凭借其优异的综合性能逐渐成为600℃级超超临界机组的理想用钢。最近，国内冷拔合金无缝管企业基本掌握了大口径P92钢管的生产技术，研究者对该类钢管的显微组织和高温性能进行了研究，并结合相关资料对比和讨论了国内外P91合金管钢的性能，旨在为P92钢的研究和超超临界机组的安全运行提供必要的理论依据，推动大口径P92钢管的国产化进程。
试验钢为某国产大口径 P92耐热钢管（采用正火、回火处理）。沿 P92钢管轴向线切割切下时效试样。由于P92钢主蒸汽管道的实际服役温度为600℃，故对试样在650℃进行200、500、1000、2000、3000、5000h的时效处理以模拟实际工况。对650℃下时效不同时间的试样分别进行析出相电解萃取试验，对电解萃取后的析出相进行X射线衍射（XRD）分析，确定析出相的类型。使用JSM-6360型扫描电镜（SEM）的背散射电子像对P92钢时效过程中析出相的种类、尺寸及分布进行分析。利用JEOL JEM-2010型透射电镜（TEM）对时效试样进行马氏体板条结构、析出相形貌和位置的观察。研究拉伸性能和蠕变性能，并与进口P92钢（化学成分见表1）进行对比。
表1 进口和国产P92钢的化学成分（质量分数）%
条件
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C
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Mn
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P
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S
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Si
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Cr
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W
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Mo
|
V
|
Nb
|
N
|
B
|
Ni
|
Al
|
ASTM A335
|
0.07
|
0.30
|
≤
|
≤
|
≤
|
8.50
|
1.50
|
0.30
|
0.15
|
0.04
|
0.030
|
0.0010
|
≤
|
≤
|
0.13
|
0.60
|
0.020
|
0.010
|
0.50
|
9.50
|
2.00
|
0.60
|
0.25
|
0.09
|
0.070
|
0.0060
|
0.40
|
0.04
|
GB 5310-2008
|
0.07
|
0.30
|
≤
|
≤
|
≤
|
8.50
|
1.50
|
0.30
|
0.15
|
0.04
|
0.030
|
0.0010
|
≤
|
≤
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0.13
|
0.60
|
0.020
|
0.010
|
0.50
|
9.50
|
2.00
|
0.60
|
0.25
|
0.09
|
0.070
|
0.0060
|
0.40
|
0.20
|
新日铁
公司产品
|
0.11
|
0.45
|
0.012
|
0.003
|
0.10
|
8.82
|
1.87
|
0.47
|
0.19
|
0.06
|
0.047
|
0.002
|
0.17
|
0.01
|
V&M
公司产品
|
0.12
|
0.43
|
0.014
|
0.004
|
0.21
|
8.84
|
1.67
|
0.50
|
0.21
|
0.067
|
0.042
|
0.0033
|
-
|
-
|
国产P92钢（试验钢）
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0.114
|
0.392
|
0.011
|
0.004
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0.315
|
9.21
|
1.93
|
0.475
|
0.189
|
0.073
|
0.037
|
0.003
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0.275
|
0.011
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结果表明：
（1）国产P92钢的化学成分符合ASTM A335以及GB 5310-2008对其成分的要求，但其中的铬、钨、铌、硅等元素的含量较国外P92钢的高。
（2）国产P92钢在650℃的时效过程中，显微组织相对比较稳定，但Laves相的粗化速率较高。
（3）国产P92钢和进口P92钢的室温、高温拉伸性能与冲击性能相当。
（4）国产P92钢在650℃下的蠕变持久强度高于GB5310-2008以及EN10216规定值，但是，其在同温度同应力条件下蠕变断裂时间明显短于进口P92钢的，这与其在蠕变过程中Laves相的快速聚集及其粗化有关。这是国产P92耐热钢蠕变性能低于国外P92钢的原因之一，因此如能够适当降低钨含量
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