锅炉钢材介绍
T91／P91钢介绍
一、概述T91／P91 钢以其良好的高温持久强度、热稳定性和高温抗蠕变能力等综合性能，在电站锅炉的过热器、再热器及主蒸汽管道上获得越来越广的应用。
虽然说T91／P91钢在我国使用和研究已有十多年的历史，一些单位在掌握该钢焊接工艺方面积累了一些经验，并且由国家电力公司电源建设部下发了《T91／P9l钢焊接工艺导则》指导性文件，但在施工现场施焊时，该钢的焊接质量问题仍时有发生。
这表明，一方面是对该钢焊接性的理解不够深人；另一方面对配套焊接工艺关键技术的控制尚不到位。
换言之，对引进钢种及其焊接工艺的消化、吸收以及国产化工作仍须继续进行。
关于T91／P91钢焊接的研究文献逐年增多，电厂机组成功应用的范例无一不与其采用的焊接工艺密切相关。
由于接头的组合类型、管子的规格尺寸(直径和壁厚)不同，焊接所匹配的工艺各异，因而继续开展T9l／P91钢焊接性及其配套工艺的研究，对探寻工艺控制接头性能机理，以及创新工艺核心技术很有必要。
为此，本文特意将典型焊接工艺与该钢焊接性问题相联系，综合评述该钢焊接工艺的特点及其应用。
该项工作对推动T91／P91钢焊接工艺的进一步完善，提高锅炉使用寿命，具有积极的意义和参考价值。
二、T91／P91钢简介随着电力工业的迅速发展，高参数、大容量机组不断涌现，对钢管材料的高温蠕变性能和抗应力腐蚀等性：能提出更高要求。
为此，世界主要的工业发达国家进行了大量研究，先后开发出系列新型铁索体型耐热钢，并成功地用于大容量火力发电机组，其中高CT型9Cr1 MoVNbN耐热钢即为T91／P91钢。
20 世纪70年代美国在试验室改进原有的9Cr1 Mo钢，80年代初确定改良型钢为T91／P 91钢，接着1983年T91／P91钢获美国ASME认可。
80年代末德国从F12钢转向使用T9l／P91钢，90年代初日本大力推广T91／P91钢。
目前世界主要生产锅炉管和大直径厚罐管的钢厂，均已完成了T91／P91钢工业化生产研究，其中日本、德国、法国等国家的铡厂已向全世界供应T91／P9l钢管。
锅炉的受热面部件钢材允许使用的温度
锅炉的受热面部件钢材允许使用的温度（详见超超临界锅炉机组金属材料手册）序号部件名称钢号运行温度参数允许使用最高温度1. 水冷壁管ST45.8 362-410℃450-480℃2. 省煤器管ST45.8 362-410℃450-480℃3. 顶棚过热器管ST45.8 370℃450-480℃4. 包墙管ST45.8 362℃450-480℃5. 低温过热器管#20 410-450℃450-480-500℃5. 低温过热器管15CrMo 410-450℃500-550℃6. 高温过热器管12Cr1MoV 540-550℃570-580℃7. 壁式再热器管12Cr1MoV 540-550℃570-580℃8. 中温再热器管12Cr1MoV 383-486℃570-580℃8．中温再热器管12Cr2MoWVTiB（即钢102）383-486℃600-620℃8．中温再热器管SA213-T91 383-486℃565-610℃9．高温再热器管12Cr1MoV 540-550℃570-580℃9．高温再热器管12Cr2MoWVTiB（即钢102）540-550℃600-620℃10．前（大）屏式过热器12Cr1MoV 540-550℃570-580℃10．前（大）屏式过热器12Cr2MoWVTiB（即钢102）540-550℃600-620℃11．后（小）屏式过热器12Cr1MoV 540-550℃570-580℃11．后（小）屏式过热器12Cr2MoWVTiB（即钢102）540-550℃600-620℃11．后（小）屏式过热器SA213-TP304H（相当于1Cr19Ni9）540-550℃705℃11．后（小）屏式过热器SA213-TP347H(相当于1Cr19Ni11Nb) 540-550℃705℃。
锅炉钢材使用温度范围及部位
钢材使用温度范围注：1、A3F钢板的使用限制如下：⑴不得用于介质为极度危害、高度危害或易爆的受压元件；⑵使用温度0-250℃；设计压力≤0.6MPa；⑷容器容积≤10m3；用于主要受压元件（壳体或成型弯头），板厚≤12mm；⑸用于法兰、法兰盖等，板厚≤16mm。
2、A3钢板的使用限制如下：⑴不得用于介质为极度危害、高度危害或液化石油气容器的受压元件；⑵容器容积≤10m3；⑶用于主要受压元件（壳体或成型弯头）：使用温度0-350℃；设计压力≤1.0MPa；板厚≤16mm；⑷用于法兰、法兰盖、管板及类似受压元件时：使用温度≥-20-350℃；设计压力≤4.0MPa；P×Di≤2000(D为公称直径，mm；P为设计压力，MPa)。
当使用温度＜0℃（但≥-20℃）且板厚≥30mm时，应校验钢板的常温冲击功（纵向，V型夏比试样，一组三个试样的平均值）不低于27J。
3、16Mn钢板的使用限制如下：⑴未附加校验或保证钢板常温冲击韧性要求的钢板不得用于压力容器主要受压元件；⑵用于法兰、法兰盖、管板及类似受压元件时使用限制同于A3钢；⑶经校验或复验，保证其常温冲击功（纵向，V型夏比试样，平均值）不低于27J时，可用作压力容器主要受压元件，其使用限制如下：a、设计温度0-350；b、设计压力≤2.5MPa；c、板厚≤30 mm。
4、16Mo、INCOLOY800尚无钢板、钢管标准，12CrMo、15CrMo、12Cr2Mo1、1Cr5Mo尚无钢板标准，设计选用可参照国外相应钢材标准。
5、16Mo长期使用温度超过475℃时应考虑石墨化倾向的影响，因此累计时间超过4年的受压元件应检验是否产生石墨化。
6、超低碳奥氏体不锈钢长期使用温度超过425℃,将导致碳化鉻在晶界析出，而丧失抗晶界腐蚀能力。
7、公称含鉻量≥13%的铁素体不锈钢板（复合板除外）不得用于设计压力≥0.25MPa，且壁厚＞6mm的压力容器主要受压元件。
锅炉金属材料(非常实用)
锅炉金属材料1材料分类常用的有金属材料和非金属材料。
金属材料有碳钢、合金钢、有色金属、铸铁及其合金。
其中应用最为广泛的是碳钢和合金钢。
如将钢按用途来划分，有结构钢（建筑及工程用钢或结构用钢，如锅炉中的钢结构等）、工具钢（各种量具、刃具、模具钢等）和特殊性能钢（耐热钢、不锈耐酸钢及电工用钢）；按质量来划分则有普通钢、优质钢和高级优质钢三类；按冶炼方法、钢液脱氧程度和铸锭工艺的不同来划分则有沸腾钢、镇静钢（脱氧完全的钢，化学成分和力学性能均匀、焊接性能和抗腐蚀性好，一般用来做较重要的部件；受压元件用钢即是）和半镇静钢三类；此外还有其余种类的如按金相组织分类方法（下面介绍耐热钢时还要介绍）等。
2锅炉金属材料性能1）常规性能锅炉常用金属材料的常规力学性能主要有以下几种：弹性极限：金属在力的作用下，形状发生变化，当力去除后，仍能恢复原状的能力称为弹性；而随外力而消失的变形称为弹性变形。
在拉伸试验中，试样未发生永久变形时单位面积所承受的最大力就为弹性极限σe；强度：强度是指金属材料抵抗变形和破坏的能力，即金属材料在外力作用下抵抗变形和断裂的性能，可分为抗拉强度、抗压强度、抗剪强度和抗扭强度等。
工程上金属材料的主要强度性能指标是屈服极限σs和抗拉强度σb。
金属材料在超过σs的应力下工作，会使零件产生塑性变形；在超过σb的应力下工作时，会引起零件的断裂破坏。
σb是试件被拉断前的最大负荷Pb与原横截面积F0之比，σb = Pb / F0，单位为MPa；屈服强度或屈服点σS是指金属材料在拉伸试验中，外力已经超过弹性极限σe，虽然应力不再增加，但试件仍在伸长，试件产生比较明显的塑性变形，此时的应力称之；塑性：金属受外力作用产生变形，当外力去掉后变形不恢复的性能称为塑性；外力消失而不能恢复的变形称为塑性变形，即指材料在外力作用下，不发生破坏而产生永久变形的抵抗能力，可用延伸率和断面收缩率表示；延伸率是指试样拉断后的总伸长与原始长度的比值的百分比，δ=[L1-L]/L*100%，断面收缩率是指拉断后断面面积缩小值与原始面积比值的百分比ψ=[F-F1]/F*100%；冲击韧性：金属材料抵抗瞬间冲击载荷的能力，一般用摆锤弯曲冲击试验来确定；硬度：就是金属材料的软硬程度，反应金属材料抵抗压入物压陷能力的大小，是金属表面的局部区域抵抗塑性变形和破坏的能力，一般有洛氏硬度、布氏硬度、维氏硬度和肖氏硬度等几种试验方法。
锅炉钢管材质使用温度标准
锅炉钢管的材质和使用温度标准会因不同的应用和锅炉类型而有所不同。
通常，锅炉钢管需要选择材质以满足特定温度和压力条件，以确保安全运行。
以下是一些常见的锅炉钢管材质和它们的使用温度标准：
1. **碳钢管（Carbon Steel）：** 碳钢管是一种常见的锅炉管材质，其使用温度范围通常在-20°C至425°C之间。
对于高温锅炉，可以使用合金钢或其他特殊钢材质。
2. **合金钢管（Alloy Steel）：** 合金钢管具有更高的耐高温性能，可用于更高温度的锅炉。
其使用温度范围通常在425°C至600°C或更高。
3. **不锈钢管（Stainless Steel）：** 不锈钢管通常用于高温、高腐蚀性的锅炉应用，其使用温度范围因不同的不锈钢材质而异，但通常在500°C以上。
4. **特殊合金钢管（Special Alloy Steel）：** 对于极高温和高压的特殊应用，可能需要使用特殊合金钢管，如铬钼钢、铬钼钒钢等。
这些合金钢管可以在超过600°C的高温条件下使用。
请注意，以上温度范围是一般性的指导，具体的材质和使用温度要根据具体的锅炉设计、应用要求和标准来确定。
在选择锅炉钢管材质时，需要遵循适用的国际标准和规范，以确保材料符合特定的温度、压力和耐腐蚀性能要求。
此外，锅炉管道的设计、安装和维护也需要严格遵循相关标准，以确保锅炉系统的安全性和可靠性。
锅炉的材料
锅炉的材料
锅炉的材料主要分为两大类：金属材料和非金属材料。
金属材料是制造锅炉的主要材料，其中最重要的就是钢材。
常见的钢种有碳素钢、低合金钢和高合金钢。
碳素钢具有良好的可焊性和可加工性，常用于加热表面较低的锅炉部件，如锅筒（或称壳体）、筒板、管板等。
低合金钢具有较好的耐热性能和耐蚀性能，常用于加热表面较高温度的部件，如炉墙、受热面管等。
高合金钢一般指含有大量合金元素（如钼、铬、镍等）的钢，具有更高的耐热性能和耐蚀性能，适用于高温、高压的锅炉部件，如超临界锅炉的受热面。
除了钢材，锅炉的金属材料还包括铸铁和铜。
铸铁具有良好的热传导性能和耐腐蚀性能，常用于制造锅炉的阀门、法兰、管道等部件。
铜具有很高的导热性能和腐蚀性能，但由于价格昂贵，一般用于小型锅炉或特殊要求的锅炉部件。
非金属材料是锅炉制造中的辅助材料，主要包括隔热材料和密封材料。
隔热材料用于保护锅炉部件避免热损失，常见的有岩棉、玻璃纤维、硅酸盐纤维等。
密封材料主要用于保证锅炉的密封性能，常见的有石棉、金属垫片、橡胶等。
总的来说，锅炉的材料选择要考虑多个方面的因素，包括工作温度、工作压力、介质性质、使用寿命等。
根据不同的要求和条件选择合适的材料，可以确保锅炉的安全稳定运行。
锅炉及压力容器常用钢材
锅炉及压力容器常用钢材1. 锅炉及压力容器对钢材性能的要求按工作条件分为两大类：一、用以制造室温及中温承压元件的钢板与钢管具有特点：1 有较高的室温强度通常以屈服极限σs和强度极限σb为设计依据，要求有较大的σs和σb良好的韧性性能材料需具有足够的韧性防止脆性断裂，在考虑强度的同时也不能忽略韧性，(1) 材料的韧性通常用冲击韧性值αk表示。
压力容器用钢的冲击韧性要求冲击韧性值αk(N?m/cm2)20℃ -40℃>=60 >=35(2)还需要考虑时效韧性时效就是钢材经冷加工变形后，在室温或较高温度下，冲击韧性随时间变化。
通常在200-300℃，冲击韧性值显著降低。
一般要求下降率不超过50%。
由于容器断裂过程包括在缺陷处形成裂纹和裂纹扩散两个阶段，相应两种防止断裂方法(1)选用具有足够韧性的钢材以防止裂纹产生，要求如上表所示(2)选用韧性更高的材料，以求在裂纹产生后能够阻止裂纹扩展。
(要求温度比无塑性转变温度NPT高一定数值，例如元件的设计应力为屈服极限σs一半时，要高17℃3 较低的缺口敏感性制造过程中，开孔和焊接会产生局部应力集中，要求材料有较低的缺口敏感性，以防止产生裂纹4 良好的加工工艺性能和焊接性能由于焊接热循环作用，会(1)降低热影响区材料的韧性、塑性(2)在焊缝内产生各种缺陷其中(1)、(2) 均会产生裂纹在选材料时需考虑(1)材料中碳的当量值(保证材料具有较好的可焊性)(2)适当的焊接材料和焊接工艺(3)材料具有良好的塑性(碳钢和碳锰钢δs不低于16%，合金钢δs不低于14%)(4)良好的低倍组织(5)钢材的分层、非金属夹杂物、气孔、疏松等缺陷尽可能减少(防止裂纹的产生)二、用以制造高温承压元件的钢管1 具有足够的蠕变强度、持久强度和持久塑性通常以持久强度为设计依据，保证在蠕变的条件下安全运行2 具有良好的高温组织稳定性长期高温下不发生组织变化3 具有良好的的高温抗氧化性要求材料在高温条件下的氧化腐蚀速度小于0.1mm/a4 具有良好的加工工艺性要求冷加工性(冷态弯曲)和焊接性2. 锅炉与压力容器用钢的分类一、工作温度低于500℃的钢材碳素钢和低合金结构钢1 铁素体-珠光体结构钢屈服强度σs为300-450MPa16Mn，15MnV，15MnVN加入合金元素，固溶强化，结晶强化作用2 低碳贝氏体类型钢屈服强度σs为500-700Mpa14CrMnMoVB延缓奥氏体分解，得到贝氏体，增加强度3 马氏体型调质高碳钢屈服强度σs为600Mpa以上18MnMoNb和14MnMoNbB正火加回火，有良好的低温韧性二、工作温度高于500℃的钢材低合金热强钢和奥氏体不锈钢1 低合金珠光体热强钢15CrMo和12Cr1MoV，结晶强化，沉淀强化2 低合金贝氏体热强钢12Cr2MoWVTiB和12Cr3MoVSiTiB，特点：合金数量多而量少，高温强度高，抗氧化性强3 奥氏体不锈钢18-8型铬镍奥氏体不锈钢：1Cr18Ni9Ti和0Cr18Ni9Ti，高温强度高，抗氧化性强，且具有很高的韧性和较好的加工工艺性3. 碳素钢一、碳素钢中主要成分对性能的影响1 碳的影响碳增加，强度增大，塑性减少，可焊性变差，时效敏感性降低2 锰的影响脱氧(FeO)脱硫，改善热加工性能3 硅的影响脱氧4 硫的影响热脆性5 磷的影响冷脆性6氧的影响降低强度、塑性7 氮的影响提高强度、硬度，降低塑性8 氢的影响氢脆二、碳钢的分类化学成分：高(含碳量在于0.65%)、中(含碳量0.25-0.65%)、低碳钢(含碳量小于0.25%) 用途：普通碳素结构钢、优质碳素结构钢和碳素工具钢1 普通碳素结构钢甲类钢：按机械性能供应(A)，钢板，角钢等2 优质碳素结构钢按机械性能和化学成分供应含碳量低：钢板、容器、螺钉、螺母含碳量中：齿轮、轴含碳量高：弹簧、钢丝绳3 碳素工具钢(T)高硬度和耐磨性，制造刀具、量具、模具三、锅炉与压力容器常用碳素钢承压元件主要使用低碳钢，因为塑性、韧性、加工工艺性和可焊性好(1) 优质碳素结构钢10号和20号无缝钢管20号钢含碳量比10号钢多一倍，强度高，屈服极限σs和强度极限σb高20%，时效敏感性低，多采用20号钢(2) 专用碳素钢A3g A3R 15g 20g，冲击韧性好，金属表面和内部缺陷少4. 普通低合金结构钢低合金钢是在碳素钢的基础上加入少量Si,Mn,Cu,Ti,V,Nb,P等合金元素构成的，它的含碳量较低，多数小于0.2%。
Q345R详细介绍
Q345R一、Q345R容器板基本信息1.Q345R是钢板中的一大类－－容器中板牌号表示方法：Q345R，16MnR，16MnG。
2.例如：Q345R。
Q—“屈”汉语拼音首位字母。
345—屈服强度值。
R：“容”汉语拼音首位字母。
根据2008年9月1日实施的《GB 713-2008锅炉和压力容器用钢板》的新分类，16Mng和16MnR、19Mng 合并为Q345R。
Q345R是普通低合金钢,是锅炉压力容器常用钢材，交货状态分：热轧或正火，属低合金钢。
性能与Q345(16Mn)的（16mm 钢板的屈服强度大于345Mpa）性能相近，抗拉强度为（510-640）之间，伸长率大于21%，零度V型冲击功大于34J。
Q345R工艺参考标准GB713-2014。
二、Q345R钢是屈服强度为340MPa级的压力容器专用板，它具有良好的综合力学性能和工艺性能。
磷、硫含量略低于低合金高强度钢板Q345(16Mn)钢，除抗拉强度、延伸率要求比Q345(16Mn)钢有所提高外，还要求保证冲击韧性。
它是目前我国用途最广、用量最大的压力容器专用钢板。
三、Q345R特点：Q345R钢板是屈服强度为265-345MPa级的压力容器专用板，它具有良好的综合力学性能和工艺性能。
磷、硫含量略低于低合金高强度钢板Q345(16Mn)钢，除抗拉强度、延伸率要求比Q345(16Mn)钢有所提高外，还要求保证冲击韧性。
它是目前我国用途最广、用量最大的压力容器专用钢板。
四、Q345R使用注意事项。
1、一、必须考虑设备的操作条件（如设计压力、设计温度、介质的特性）、材料的焊接性能、冷热加工性能、热处理以及容器的结构等。
二、在满足第一条的前提下，考虑经济合理性：1、所需钢板厚度小于8mm时，在碳钢与低合金高强度钢之间，应尽量采用碳钢板（多层容器除外）；2、在刚度或结构设计为主的场合，应尽量选用普通碳素钢。
在强度设计为主的场合，应根据压力、温度、介质等使用限制，依次选用Q235B、20R(20g)、Q345R(16MnR)等钢板；3、所需不锈钢厚度大于12mm时，应尽采用衬里、复合、堆焊等结构形式；4、不锈钢应尽量不用作设计温度小于等于500摄氏度的耐热用钢；5、珠光体耐热钢应尽量不用作设计温度小于等于350摄氏度的耐热钢。
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三、12Cr1MoV钢的介绍
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四、TP347H钢介绍
TP347H就是：1Cr19Ni11Nb ，用铌稳定的奥氏体热强钢。焊接性能好。 最高使用温度650°C.
四、TP347H钢介绍
TP347H钢化学成分：
TP347H的异种钢焊接
六 、
WB36 钢 介 绍
给水管道的正常运行最高给水温度为302.4℃， WB36钢即 15NiCuMoNb5 无缝钢管 。
六 、
WB36 钢 介 绍
六、WB36钢介绍
WB36（15NiCuMoNb5）钢在300MW及300MW以上火电机组中广 泛使用，替代A106B、St45.8/Ⅲ。WB36钢使用后可以大大降低材料成 本，显著改善管系的应力条件，已成为目前国内外高参数火电机组主给 水管的首选材料。WB36钢是在碳锰钢的基础上加入Ni、Cu、Mo、Nb 合金而得到的一种合金钢。
五、A299钢（22Mng）介绍
焊补时的预热温度推荐 ：SA299 150～200℃ ，消除应力的热处理加热 温度推荐 ：SA299 600～650℃ 。焊后热处理过程中的升、降温速度V，一 般应满足：V>250（25/δ) ℃/h 式中δ--壁厚，mm。 在300"C以下的升、降温速度一般可不控制。
八、SA-210C（25MnG）介绍
SA-210C与SA-210A1的区别：
九、1Cr18Ni9Ti钢的介绍：
谢谢！
END
一、T91和P91的介绍
T91、P91的焊接
一、T91和P91的介绍
T91的异种钢焊接材料
二、15CrMo钢的介绍
15CrMo钢并不是新钢种，对于大多数专业人来说，也并不陌生。在火电厂 用的还是比较广的。所以，认识和了解也是很有必要的。
二、15CrMo钢的介绍
二、15CrMo钢的介绍
电力行业一般情况要求壁厚大于等于10mm的15CrMo管子需要预热，温度为 150-250摄氏度 。
锅炉受热面钢材介绍
一、T91和P91的介绍
1974年美国能源部委托橡树岭国家实验室 （ORNL）， T91是在CE公司的参与下，改良的9Cr1Mo钢。P91 的推荐使用温度不大于600°C 。相当 于我国研制的10Cr9Mo1VNb钢。
一、T91和P91的介绍
用途
一、T91和P91的介绍
T91钢的化学成分
六、WB36钢介绍
WB36（15NiCuMoNb5）钢，碳当量高，焊接性比St45.8/Ⅲ，A106B等 传统碳钢差，容易出现焊接质量问题。
七、SA-210C（25MnG）介绍
SA-210C（25MnG）：是ASME SA-210标准 中的钢号，是锅炉和过热器用碳锰钢小口径管，珠 光体型热强钢。我国于1995年将其移植到GB5310， 定名为25MnG。其化学成分简单，除碳、锰含量 较高外，其余与20G相近，故其屈服强度较20G高 约20%左右，而塑、韧性则与20G相当。该钢的生 产工艺简单，冷热加工性能好。用其代替20G，可 以减薄壁厚，降低材料用量，还可以改善锅炉的传 热状况。其使用部位和使用温度与20G基本相同， 主要用于工作温度低于500℃的水冷壁、省煤器、 低温过热器等部件。
四 、
TP347H 钢 介 绍
五、A299钢（22Mng）介绍
A299钢(ASTM牌号)为C-Mn-Si系钢种,是一种中碳、锰-硅钢,具有良好的综合 力学性能和加工性能,近年来已在电站锅炉行业中得到广泛应用.锅炉筒体拼装时, 其对接接头可分为A,B两种类型:A类接头为筒体的纵缝,B类接头为筒体的环缝,两 类接头都是锅炉筒体的重要焊缝 。要用于制造工作温度不高于400℃的300MW和 600MW机组锅炉的汽包 。