九 TP304H鋼管
1 簡介
SA-213 TP304H是ASME標(biāo)準(zhǔn)中的成熟鋼種，為含有較多的Cr和Ni奧氏體不銹鋼；我國GB5310-95中的1Cr18Ni9與該鋼類似。該鋼具有良好的組織穩(wěn)定性，較高的持久強(qiáng)度、抗氧化性能、同時具有良好的彎管和焊接工藝性能等加工性能。但對晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕較為敏感；且由于合金元素較多，容易產(chǎn)生加工硬化，使切削加工較難進(jìn)行；其熱膨脹系數(shù)高，導(dǎo)熱性差。
2 用途
主要用于制造亞臨界、超臨界壓力參數(shù)的大型發(fā)電鍋爐的高溫過熱器、高溫再熱器、屏式過熱器的高溫段以及各種耐高溫高壓的管件等部件；對于承壓部件，最高工作溫度可達(dá)650℃；對于抗氧化部件，其最高抗氧化使用溫度可達(dá)850℃。另外，該鋼也可用于制造在低溫浸蝕性介質(zhì)中工作的容器、閥、管道等以及要求耐腐蝕性的非磁性部件。但由于具有常規(guī)奧氏體鋼所具有的缺點(diǎn)，TP304H鋼用于承壓部件上時，有可能在某種程度上，被T92和HCM12A部分替代。
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 （%）
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規(guī)范
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C
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Mn
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Si
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P
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S
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Cr
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Ni
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SA213 TP304H
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0.04-0.10
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≤2.00
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≤0.75
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≤0.040
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≤0.030
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18-20.0
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8.0-11.00
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GB5310
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≤0.15
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≤2.00
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≤1.00
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≤0.035
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≤0.035
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17-19.0
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8.0-10.00
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3.2 金相組織
TP304H鋼管的供貨狀態(tài)為固溶處理。經(jīng)最終的固溶處理（最低固溶處理溫度1040℃）的熱處理后，金相組織應(yīng)為單一的奧氏體組織，晶粒度應(yīng)是7級或更細(xì)。
3.3 力學(xué)性能
室溫力學(xué)性能
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規(guī)范
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拉伸性能（縱向）
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硬度HRB
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σs(MPa)
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σb(MPa)
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δ(%)
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SA213
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≥205
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≥515
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≥35
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≤90
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GB5310
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≥205
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≥520
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≥35
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注1：表中的延伸率數(shù)據(jù)均按不同的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試樣測得。ASME 數(shù)據(jù)采用SA370中標(biāo)距50mm試樣（對縱條試驗(yàn)壁厚小于8mm，每減小0.8mm時，從基本最小伸長率可減小的百分值為1.5%）。國內(nèi)采用5.65 （Fo是指試樣的有效橫截面積）。以下各溫度中的延伸率與此相同。
3.4 持久強(qiáng)度σ （MPa）
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規(guī)范
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600℃
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620℃
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640℃
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650℃
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670℃
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700℃
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750℃
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SA213
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GB5310
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95
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81
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68
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63
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52
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40
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26
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3.5 許用應(yīng)力σ（MPa）
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溫度℃
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100
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200
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300
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400
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500
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600
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625
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650
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675
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700
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σ
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122.2
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112.4
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110.3
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107.4
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99.7
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64.7
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53.1
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41.6
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37.3
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27.7
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注： 摘自ASME II卷D篇1A表的數(shù)值并內(nèi)插所得數(shù)據(jù)
3.6 抗氧化性及抗腐蝕性能
該鋼在低于850℃的空氣介質(zhì)中具有穩(wěn)定的抗氧化性能。在650℃時，鋼管的蒸汽抗氧化性大大優(yōu)于SA213-T91和HCM12A；相同條件下的氧化腐蝕深度僅為T91的39%、HCM12A的70%左右。
該鋼對晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕敏感，同種鋼焊接頭的拉伸應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)表明：溶合線和熱影響區(qū)是發(fā)生應(yīng)力腐蝕的敏感區(qū)。奧氏體和銹鋼與鐵素體鋼管對接焊時，焊后進(jìn)行700℃以上的熱處理溫度正處于不銹鋼的敏化區(qū)，故其抗晶間腐能力要比固溶狀態(tài)的鋼管要差，使用時應(yīng)避免腐蝕源，特別是含氯離子介質(zhì)的侵蝕。
此外該鋼在600℃以上易產(chǎn)生鈉釩腐蝕，也會受到煤灰中的硫酸鹽的腐蝕。
4 工藝資料
4.1 熱處理
TP304H鋼管的供貨狀態(tài)為固溶處理。最終的固溶處理的最低固溶溫度為1040℃。
4.2 焊接
焊接性能良好。手工焊焊條用奧102、奧107、奧132或E308-15（美國牌號）；氬弧焊焊絲用H0Cr19Ni9或ER-308；若與鐵素體類材料進(jìn)行異種鋼焊接，推薦采用ASME標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的ERNiCr3或ENiCrFe-3型號焊絲。焊后進(jìn)行固溶處理可提高焊頭的熱強(qiáng)性能和抗晶間腐蝕能力。
4.3 冷熱加工
冷變形能力很好，可以進(jìn)行冷軋、冷拔和冷作成形。冷彎、卷邊工藝性能也良好。
