新型USC锅炉管用CHDG-A06合金化学成分及热处理工艺

锅炉管材的晶间腐蚀失效始终制约着USC火电技术的发展，能否研制具有综合力学性能优、高温耐蚀性好、持久强度高的管材，决定着我国未来USC火电技术的发展。目前，S30432不锈钢是超超临界锅炉过热器的首选材料，Cu、N和Nb元素的复合加入，提高了该材料的高温强度和蠕变强度，而有关人员发现其存在较高的晶间腐蚀敏感性。

本课题基于改善锅炉管材的晶间腐蚀敏感性，为提高锅炉管材的蠕变强度和耐高温氧化性，自行设计研究了新型USC锅炉管材—CHDG-A06合金，并对该合金与S30432不锈钢的显微结构及晶间腐蚀敏感性进行了分析和讨论。

本研究采用的S30432不锈钢由上海艾荔艾金属材料有限公司提供，CHDG-A06合金为自行设计研发的新型锅炉管材，两种管材的化学成分见表1。从直径为Φ110mm的热轧圆钢截面中部沿纵向制取试样，尺寸为10mm×4mm×30mm。根据ASME中规定的S30432不锈钢的固溶温度（≥1100℃）和国标规定的晶间腐蚀敏化温度（650℃），制定了表2所示热处理工艺。表1CHDG-A06合金和S30432不锈钢的化学成分（质量分数，%）

材料CMnCrNiNbN其他

CHDG-A060.0150.79418.649.830.3490.2722.54Cu

S304320.0860.72518.509.590.6030.1173.03Cu、0.247Mo

表2热处理工艺

工艺号热处理工艺参数

1固溶处理1150℃×8min×WQ

2固溶处理1150℃×8min×WQ+敏化处理650℃×1h×AC

3固溶处理1150℃×8min×WQ+敏化处理650℃×2h×AC

4固溶处理1150℃×8min×WQ+敏化处理650℃×3h×AC

注：WQ—水淬，AC—空冷

采用光学显微镜（OM）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）及能谱仪（EDS）分析了经650℃敏化处理的CHDG-A06合金和S30432不锈钢的微观组织，并通过晶间腐蚀试验评价了两种不锈钢的晶间腐蚀敏感性。结果表明：（1）CHDG-A06合金的晶间腐蚀敏化性比S30432不锈钢低，具有优良的耐晶间腐蚀性能。（2）N元素的加入不仅起到固溶强化、稳定奥氏体组织的作用，还促进了Nb（C，N）相的弥散析出，减弱了由于Nb（C，N）以条块状析出对高温蠕变强度产生的不良影响，提高了Nb的沉淀强化和细晶优化作用。因此，CHDG-A06合金具有优良的综合力学性能和高温蠕变性能。