国产和进口P92耐热钢显微组织、拉伸和蠕变性能的对比

　　超超临界苛刻的蒸汽参数需要铁素体耐热钢具有良好的力学性能和抗氧化特性，这就使得研发新型高铬钢成为了发展超超临界机组的关键环节。作为含铬9%～12%（质量分数）的铁素体耐热钢的代表钢种，T/92钢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，国内钢铁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P92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）%

　　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，应该能够控制Laves相的聚集与粗化，从而提高国产P92钢的蠕变持久强度。