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超超临界机组新型钢国产化研讨会
超超临界机组材料
国内研制及其问题思考
上海发电设备成套设计研究院

林富生

超超临界机组材料国内研制及其问题思考
一、前言
二、超超临界机组材料国内研制
三、材料在长期服役过程中的组织
与性能变化
四、问题思考
一、前言
节能、减排、降本,要求火电机组提高效率,促进了超临界、超超临界机组的发展;
“十五”期间,我国经济快速发展和人民生活水平的不断提高,对电力的需求快速增长,以至于造成严重缺电,这直接推动了超临界、超超临界机组的非常规快速发展;
由于超临界、超超临界机组的快速发展,关键材料主要靠进口且需求量大,国外供货商延长供货周期,并趁机大幅度提高价格,造成机组制造成本大幅度提高;
一、前言
在这样的背景下,我国终于有了比较统一的认识:超超临界机组关键材料必须国产化;
机组参数的进一步提高,受到材料的制约;T/P122、T/P92许用应力的降低,使越来越多的人认识到:
材料是发展超超临界机组的关键
二、超超临界机组材料国内研制
(一)政府立项研制
1.“十五”项目:超临界机组材料和铸锻件国产化

实现T91钢管国产完善化
实现叶片螺栓材料1Cr11MoNiW1VNbN钢的国产化
实现ZG1Cr10MoVNbN钢汽轮机内缸国产化
国产P91钢管试制
低压转子超纯材料研制
高(中)压转子材料研究
Super304H钢国产化研究
二、超超临界机组材料国内研制
(一)政府立项研制
2.“863”计划:超超临界机组材料研究

叶片材料12CrMoVWCoNbBN钢国产化研究
低压超纯转子材料研究
12%Cr高(中)压转子材料研究
Super304H钢国产化研究
等等
二、超超临界机组材料国内研制
(一)政府立项研制
“电站装备用特种材料研究与开发”

试制成功1Cr10Mo1W1NiVNbN钢电渣重熔转子
实现ZG12Cr10W1Mo1MnNiVNbN钢中压内缸国产化
实现TP347H及TP347HFG钢管国产化
实现1Cr10NiMoW2VNbN叶片螺栓钢国产化
实现发电机用1Cr18Mn12Ni2N钢穿心螺杆国产化
( 二)企业自发研制
下列部件材料具备国产化能力
部件
材料
末级过热器、再热器
T91,T92,TP347HFG
Super304H,
集箱、蒸汽管道
P91,P92
高中压转子
1Cr10Mo1W1NiVNbN 1Cr10Mo1VNbN
高中压内缸(铸件)
ZG1Cr10MoVNbN ZG12Cr10W1Mo1MnNiVNbN
高温段叶片
1Cr11MoNiW1VNbN 1Cr10NiMoW2VNbN NiCr20TiAl
汽缸螺栓
1Cr10NiMoW2VNbN,
低压转子
,
三、材料在长期服役过程中的组织与性能变化
人们通过热处理等工艺手段获得材料良好的综合力学性能,满足使用要求。而处于这种状态材料的组织是非平衡组织。
由热力学可知,非平衡组织始终存在向平衡组织转变的趋势。一旦驱动力足够大,这种转变就会进行。温度越高,这种驱动力越大,这种转变越容易进行。
三、材料在长期服役过程中的组织与性能变化
材料在高温下长期服役,其组织是在慢慢向平衡组织演变的,而组织的变化必然导致材料性能的变化。这就是为什么材料在高温下长期服役过程中性能恶化的原因。
材料工作者的根本任务是运用各种强化机制,研制出满足使用要求的材料。设法增加材料在使用过程中向平衡组织转变的阻力,延长向平衡组织转变的过程,保证材料在设计寿命内,具有足够的性能满足使用要求。