美國電力研究所EPRI于1974年組織美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室(ORNL)和美國燃燒工程公司(CE)開發(fā)出了著名的T/P91鋼,該鋼當(dāng)今己在世界各國得到公認(rèn)和廣泛應(yīng)用。
1986年又組織歐、日參加的RP1403項(xiàng)目(改進(jìn)燃煤電廠)研究,研發(fā)電站鍋爐厚截面部件用鋼,在P91鋼的基礎(chǔ)上開發(fā)出了更好的P92和P122鋼,這是當(dāng)今超超臨界機(jī)組鍋爐厚截面部件和蒸汽管的首選鋼種。
歐洲1986年~1997年的COST501項(xiàng)目研發(fā)出了耐溫600℃及620℃的E911等轉(zhuǎn)子鋼,1998年~2003年的項(xiàng)目目標(biāo)是研發(fā)耐溫650℃的鐵素體-馬氏體鋼,同時(shí)研究其表面涂層和表面處理技術(shù)。ECCC則于1998年建立了P91和P92的長期蠕變特性數(shù)據(jù)庫與持久強(qiáng)度值。
日本EPDC組織研發(fā)了耐溫600℃及以上的蠕變性能良好的一系列鋼種如NE616(即后來的P92)、HCM12A(即后來的P122)等,并進(jìn)一步研發(fā)用于參數(shù)35MPa/650℃的鋼種。
在鐵素體(馬氏體)鋼和奧氏體鋼兩條路中,前者經(jīng)歷了Mo系→Cr-Mo系→Cr-Mo-V系~Cr-W-V系的歷程,后者則基本是Cr-Ni系一Cr-Ni-Ti系。從目前世界各國高蒸汽參數(shù)發(fā)電機(jī)組的發(fā)展來看,電站鍋爐熱強(qiáng)鋼在研究開發(fā)利用方面的方向和趨勢如下:
1)利用多元復(fù)合強(qiáng)化的原理發(fā)展一種低鉻、較強(qiáng)的抗蠕變能力、可焊性好、成本低的熱強(qiáng)鋼來制作600℃以下大型發(fā)電機(jī)組的厚壁件和熱交換件,如日本研制的HCM2S;
2)重點(diǎn)發(fā)展高鉻(9-12%Cr)多元復(fù)合強(qiáng)化熱強(qiáng)鋼,主要采用加W、減Mo和以w代替Mo的合金添加原則;
3)將P91和T91作為最有前途的用于高溫的商業(yè)化材料,并部分代替奧氏體鋼制作管件;
4)發(fā)展蠕變強(qiáng)度高于P91的馬氏體鋼制作大型厚壁的非熱交換件以代替奧氏體不銹鋼,只有在考慮抗腐蝕及可加工性時(shí)才考慮用奧氏體不銹鋼作厚壁件;
5)對(duì)于馬氏體鋼以提高材料的蠕變斷裂強(qiáng)度為主,對(duì)于奧氏體鋼以降低成本、提高抗蒸汽腐蝕能力為主,如基于TP304H開發(fā)的Super304H;
6)改進(jìn)型的9~12%Cr馬氏體鋼在抗熱腐蝕能力方面始終不及奧氏體鋼,因此,馬氏體鋼和奧氏體鋼的異種鋼焊接問題依然是今后的研究重點(diǎn);
7)發(fā)展20%Cr和25%Cr以上的高Cr、Ni合金來制造技術(shù)先進(jìn)的燃煤電廠的薄壁熱交換管子,因?yàn)檎羝麥囟葹?/span>600/650℃,煙氣在該溫度下可達(dá)到最大煤灰液相腐蝕速率,此時(shí)TP300系列不銹鋼抗腐蝕能力不足。