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五 T23/P23（HCM2S）鋼管

 

1 簡(jiǎn)介

    T23（HCM2S）是日本住友金屬株式會(huì)社在我國(guó)G102（12Cr2MoWVTiB）基礎(chǔ)上，將碳含量從0.08-0.15%降至0.04-0.10%改進(jìn)材料的焊接性能，Mo量從0.50-0.65%降至0.05-0.30%、W量從0.30-0.55%升至1.45-1.75%而研制成功的低合金貝氏體型耐熱鋼，近年由ASME Code Case 2199-1確認(rèn)批準(zhǔn)，擬列入ASME SA213，牌號(hào)定為T23。該鋼的前身、我國(guó)的G102（12Cr2MoWVTiB）在國(guó)內(nèi)的大型電站鍋爐上已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。

    T23（HCM2S）鋼力學(xué)性能和金相組織穩(wěn)定、焊接性能好，室溫強(qiáng)度和沖擊韌性較G102為佳，許用應(yīng)力基本等同于我國(guó)的G102、而優(yōu)于SA213-T22和我國(guó)的12Cr1MoVG。總的說來，T23（HCM2S）優(yōu)點(diǎn)較多，由于G012在我國(guó)的鍋爐中已經(jīng)成功應(yīng)用多年，T23（HCM2S）鋼在國(guó)內(nèi)等同代替G102完全可行。

       

2 用途

    T23（HCM2S）綜合性能良好，其最高使用溫度為600℃，可用于制造大型亞臨界電站鍋爐金屬壁溫不超過600℃的過熱器和再熱器；或用作為超臨界鍋爐的水冷壁材料；此鋼的大口徑管（P23），可用于制造金屬管壁溫度≤575℃（較佳使用溫度為550℃）高溫過熱器聯(lián)箱、高溫再熱器聯(lián)箱及主蒸汽管道等。

 

3 技術(shù)要求及試驗(yàn)數(shù)據(jù)

 

3.1 化學(xué)成分

  化 學(xué) 成 分 （%）

規(guī)范

C

Mn

Si

P

S

Cr

W

Mo

V

Nb

N

Al

ASME code case 2199-1

0.04-0.10

0.10-0.60

≤0.50

≤.030

≤.010

1.90-2.6

1.45-1.75

0.05-0.30

0.20-0.30

0.02-0.08

≤0.03

≤0.03

住友規(guī)定

0.04-0.10

0.10-0.60

≤0.50

≤.030

≤.010

1.90-2.6

1.45-1.75

0.05-0.30

0.20-0.30

0.02-0.08

≤0.03

≤0.03

注：還含有B（硼），規(guī)定值均為0.0005-0.006%。

 

3.2 金相組織

    T23（HCM2S）鋼的供貨狀態(tài)為正火+回火。經(jīng)正火+回火的最終熱處理后，金相組織為回火貝氏體。

 

3.3 力學(xué)性能

 室溫力學(xué)性能

規(guī)范	拉伸性能（縱向）			硬度HRB
	σs(MPa)	σb(MPa)	δ(%)
ASME code case 2199-1	≥400	≥510	≥20	≤97
住友規(guī)定	≥400	≥510	≥20	≤97

 

3.4 持久強(qiáng)度σ （MPa）

規(guī)范	500℃	525℃	550℃	575℃	600℃	625℃	650℃
Case 2199-1	165	157	131	106	82	55

 

3.5 許用應(yīng)力σ（MPa）

溫度℃	350	400	450	500	525	550	575	600	625	650
σ	125	124	117	111	105	87	71	53	38	25

注：ASME code case 2199 的數(shù)據(jù)

 

3.6 抗氧化性

    對(duì)該鋼在600℃的蒸汽抗氧化性試驗(yàn)表明：T23（HCM2S）鋼管在該溫度下的抗氧化性略優(yōu)于SA213-T22的抗氧化性能 。

 

4 工藝資料

4.1 熱處理

T23（HCM2S）鋼的熱處理規(guī)范為：正火+回火，正火溫度1060±10℃+回火溫度770±10℃。

 

4.2 焊接

    由于該鋼碳含量低，故有良好的焊接性能，對(duì)薄壁管焊前可不預(yù)熱，焊后也不必?zé)崽幚怼？刹捎?span style="color: #ff6600">鎢極氣體保護(hù)電弧焊（GTAW）或藥皮焊條電弧焊（SMAW）；填充金屬分別為#T-HCM2S和#HCM2S，可由日本SUMKIN WELDING INDUSTRIES供貨。對(duì)厚壁管如尺寸Φ101.6×15.8的，ASME code case 2199要求進(jìn)行不低于150℃的預(yù)熱后，則不用進(jìn)行焊后熱處理，但若采用焊后熱處理，推薦700-730℃/按25.4mm/h、但不少于30分鐘的熱處理；對(duì)大口徑厚壁管，推薦200-300℃的預(yù)熱，焊后進(jìn)行700-730℃/最少按25.4mm/h的熱處理。

    對(duì)異種鋼焊接：

    A）與T22，焊接材料、預(yù)熱/層溫和焊后熱處理，均按T22的要求執(zhí)行；

    B）與T91，焊接材料按T23、預(yù)熱/層溫（200-350℃）和焊后熱處理（700-730℃）；

    C）與TP347H，焊接材料用ERNiCr-3、預(yù)熱/層溫（不要求）和焊后熱處理(按T23進(jìn)行)；

D）與TP304H，焊接材料用ERNiCr-3、預(yù)熱/層溫（不要求）和焊后熱處理（按T23進(jìn)行）；

 

4.3 彎管

    對(duì)T23：該鋼彎曲變形性能與T22接近，適合各種彎曲工藝。冷、熱彎后硬度只是略有增加時(shí)（HV170-190），可不采用彎后熱處理；但冷加工率高于15%，彎曲部分的持久強(qiáng)度將下降，推薦采用去應(yīng)力熱處理，與焊后熱處理相同； Flat bending的加熱溫度高于A_C3，硬度升高達(dá)HV300-310時(shí)，至少進(jìn)行彎后去應(yīng)力熱處理，推薦最好采用正火+回火（1050℃/1小時(shí)、空冷+770℃/1小時(shí)、空冷）。

    對(duì)P23：熱彎采用高頻加熱，在950-1050℃之間進(jìn)行；彎后推薦快速冷卻。彎后采用與P91相同的正火+回火的熱處理，其正火后推薦快速冷卻以保證得到更好的韌性。