电厂常用金属材料牌号及其应用

1、一、电厂常用金属材料及分类方法火力发电厂由锅炉、汽轮机、发电机和辅机组成。使用的金属材料很多，主要以钢材为主，还有铸钢、铸铁、以及铜、铝、钛等有色金属。根据制造者和使用者的不同，对一种材料常用几种不同的分类方法。1、钢的分类钢，是对含碳量质量百分比介于0.02%至 2.11%之间的铁碳合金的统称（以铁为主要元素、含碳量一般在2%以下，并含有其他元素的材料）。钢的化学成分可以有很大变化，只含碳元素的钢称为碳素钢（碳钢）或普通钢；在实际生产中，钢往往根据用途的不同含有不同的合金元素，比如：锰、镍、钒等等。按化学成分分类碳素钢工业纯铁（C 0.04%）低碳钢(C0.04% 0.60%）合金钢微合金钢

2、（ 合金元素总量0.2%）低合金钢（ 合金元素总量0.2% 10%）按添加的合金元 素分碳钢铬钢钼钢铬钼钢铬钼钒钢钼镍钢钼镍钛钢,按钢的品质分类普通钢S 0.050%， P 0.050%优质钢S 0.040%， P 0.040%， Cu 0.025%高级优质钢S 0.030%， P 0.035%， Cu 0.025%按冶炼方法分类按冶炼方式平炉钢、转炉钢、电炉钢、真空电弧重熔（VAR） ,按脱氧和浇注方式沸腾钢、镇静钢、半镇静钢按显微组织分类退火状态亚共析钢、共析钢、过共析钢、正火状态珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢、奥氏体钢无相变或部分相变铁素体钢、奥氏体钢、双相钢按用途分类结构钢机械制造用钢调

3、质钢、表面硬化钢、易切削钢,弹簧钢、轴承钢、建筑及工程用钢、超高强度钢,工具钢碳素工具钢合金工具钢高速工具钢、刃具钢、量具钢、模具钢特殊性能钢不锈耐热钢、耐热钢、低温用钢、电工用钢,专业用钢锅炉用钢、压力容器用钢、船舶用钢、桥梁用钢,按强度分类强度等级普强钢（ b1400MP）a强度值屈服强度、抗拉强度2、铸铁的分类按碳在铸铁中存在方式灰口铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁、白口铁,合金铸铁按用途不同耐磨、耐热、耐蚀、无磁、低热膨胀等铸铁3、铜的分类纯铜（也称紫铜）铜合金黄铜（铜锌合金）锡黄铜、铝黄铜、铅黄铜,白铜（铜镍合金）青铜（铜锡合金）锡青铜、铍青铜、铝铁青铜,1、电厂常用金属材料中的化

4、学元素中文名称碳硅锰硫磷铁铬钼钒化学元素符号CSiMnSPFeCrMoV中文名称镍钨钛铌氮硼铝铜锌化学元素符号NiWTiNbNBAlCuZn中文名称锡铅砷锑铋钴氧稀土锆化学元素符号SnPbAsSbBiCoOReZr钢中常存五元素：C、 Si 、 Mn、 S、 P钢中五害元素：Sn、 Pb、 As、 Sb、 Bi2、钢中主要元素在钢中的作用元素符号作用铁Fe基体材料碳CC1%时，随着碳含量增加，钢的常温强度、硬度增高，但塑性、韧性降低。C0.3%时，焊接性能较好（锅炉受热面管）。含碳量高会使固溶体中的合金元素向碳化物扩散，降低钢的强度。硅Si硅在碳钢的含量0.50。硅也是钢中的有益元素。在沸腾钢

5、中，含硅量很低，硅是作为脱氧元素加入到钢中。在镇静钢中硅的含量一般为0.12 0.37。硅增大了钢液的流动性，除了形成非金属夹杂外，硅溶于铁素体中。随着硅含量的提高，钢的抗拉强度提高，屈服点提高，伸长率下降，钢的冲击韧性显著降低。锰Mn是一种弱脱氧剂。适量的锰可有效提高钢材强度，消除硫、氧对钢材的热脆影响，改善钢材热加工性能，并改善钢材的冷脆倾向，同时不显著降低钢材的塑性、冲击韧性。普通碳素钢中锰的含量约为0.3% 0.8%。含量过高（达1.0% 1.5%以上）使钢材变脆变硬，并降低钢材的抗锈性和可焊性。硫S有害元素。引起钢材热脆（热加工时开裂），降低钢材的塑性、冲击韧性、疲劳强度和抗锈性等。

6、主要来自于炼铁、炼钢时加入的 原材料和燃烧产物。磷P有害元素。虽可提高强度、抗锈性，但严重降低塑性、冲击韧性、冷弯性能和可焊性，尤其低温时发生冷脆（低温变脆），含量需严格控制。它来源于矿石和生铁等炼钢原料。铬Cr在结构钢中提高常温强度、硬度和淬透性。在耐热钢中提高蠕变强度和抗氧化性能，减少石墨化倾向。含量大于12%时，显著提高耐腐蚀性。钼Mo显著提高耐热钢的蠕变强度和抗松弛性能（固溶强化作用），有效地减少钢的热脆性倾向。也可以提高常温强度。钒V提高耐热钢的蠕变强度和组织稳定性，改善焊接性能。也可以提 高常温强度。含钒钢对热处理较敏感。镍Ni6%时，可提高钢的常温强度，但并不降低其塑形和韧性。1

7、% 3%的镍可提高淬透性，使大截面工件性能均匀。耐热钢中加入镍主要是为了得到奥氏体组织和提高抗腐蚀能力，并可增加韧性。钨W提高耐热钢的蠕变强度和热强性。显著提高工具钢的红硬性。钛、铌Ti 、 Nb提高耐热钢的蠕变强度，改善焊接性能。在不锈钢中提高抗腐蚀 能力和增加韧性。硼B微量硼可以显著提高钢的淬透性，可提高蠕变强度和塑形。但显 著降低钢材塑性、韧性、可焊性和冷弯性能，增加时效倾向和冷 脆性。三、世界主要国家钢号表示方法1、中国钢号表示方法根据GB/T 221-2008钢铁产品牌号表示方法规定，钢号采用汉语拼音、化学元素符号和阿拉伯数字相结合的原则，即：钢号中添加的合金元素采用化学元素符号表示

8、，如Cr、 Mo、 Mn, 等。混合稀土元素用Re或 Xt 表示。产品名称、用途、冶炼和浇注方法等，一般采用汉语拼音的缩写字母表示。字母在钢号 中位置含义字母在钢号 中位置含义ZG头铸钢A尾高级（优质钢）DQ头电工用冷轧取向硅钢b尾半镇静钢DR头电工用热轧硅钢F尾沸腾钢DT头电工用纯铁g尾锅炉用钢DW头电工用冷轧无取向硅钢G尾高压管道（子）用钢G头滚动轴承钢R尾压力容器用钢GH头变形高温合金TZ尾特殊镇静钢H头焊条用钢Z尾镇静钢NS头耐蚀合金gC尾多层或高压容器用钢Q头屈服强度T头碳素工具钢Y头易切削钢钢中主要化学元素含量用阿拉伯数字表示。不同钢种其钢号表示方法有所不同，分别举例说明如下：a、

9、碳素结构钢：Q235A（ A3）钢“ 235”表示屈服强度下限数值，单位MPa， “ A”表示质量等级代号，共分为A、B、 C、 D四级。b、优质碳素钢：20， 20g 钢钢号头两位数字表示平均含碳量的万分之几，“ 20”表示平均含碳量为0.2%。钢号后缀“g”表示锅炉用钢。c、碳素工具钢：T8A“ T”代表碳素工具钢类，数字表示平均含碳量的千分之几，“ 8”表示平均含碳量为0.8%。钢号后缀“A”表示高级优质。d、合金结构钢、耐热钢：12Cr2MoWVTi（B 102钢）钢号头两位数字表示平均含碳量的万分之几，“ 12”表示平均含碳量为0.12%。钢中主要合金元素含量一般以百分之几表示，小于

10、1.5%时只标符号，不标含量。但对易混淆的钢号除外，如 12Cr1MoV和 12CrMoV， 前者Cr0.9 1.2%， 后者Cr0.6 0.9%，其余成分全部相同。当平均合金含量在1.50 2.49，2.503.49 , ，21.5022.49 ，, 范围时，分别用相应数字2， 3， , ，21， , 标注。e、不锈耐酸钢、耐热钢：1Cr18Ni9Ti钢号前数字表示平均含碳量的千分之几，“ 1”表示平均含碳量为0.1%。当平均含碳量 0.1 ，用“0”表示；当平均含碳量0.03 ，用“00”表示。合金元素及含量标注同上。f 、合金工具钢（高速钢）： W18Cr4V一般不标出碳含量。2、美国钢

11、号表示方法美国钢铁产品牌号大都采用美国各团体学会标准的牌号表示方法。主要有：美国钢铁学会标准）美国材料试验学会标准）美国机械工程师学会标准AISI ( American Iron and Steel Institute ) SAE( American Society of Automotive Engineers ASTM( American Society of Testing and Materrials ASM(E American Society of Mechanical Engineers此外还有“金属与合金牌号的统一数字系统”（ Unified Numbering System

12、forMetals and Alloys ） ，简称UNS系统。结构钢的钢号目前大都采用AISI 和SAE标准的钢号表示方法。钢号一般采用四位数字来表示，前两位表示钢类，后两位表示钢中平均含碳量，以万分之几表示。如：“ 1016”普通碳素钢，含碳量0.16%，相当于我国的 16Mn。不锈钢和耐热钢的钢号通常采用AISI 钢号表示方法。钢号由三位数字组成，第一位数字表示钢的类型，其它两位数字只表示顺序号。如：“ 3 ”镍铬奥氏体 钢。对于我们常见的电站用钢，主要采用ASTM和 ASME标准的钢号表示方法。I. 部分ASME/AST标准及所列出的材料牌号：MSA-106 高温用无缝碳钢公称管；分

13、A、 B、 C三等级，形成SA-106A、 SA-106B、 SA-106C三种钢。其中A级钢中：C 0.25%、 S 0.035%、 P 0.035%。SA-192 / SA-192M 高压用无缝碳钢锅炉管子；SA-209 / SA-209M 锅炉和过热器用无缝碳钼合金钢管子；分 T1、 T1a、 T1b三等级，形成三种钢。SA-210 / SA-210M 锅炉和过热器用无缝中碳钢管子；分 A-1 、 C二等级，形成二种钢。SA-213 / SA-213M 锅炉、过热器和换热器用无缝铁素体和奥氏体合金钢管子；标准给出的铁素体钢有：T2；T5 、 T5b、 T5c； TOC o 1-5 h z

14、 T11；T12；T17；T21；T22；T23；T9；T91；T92；T122；18Cr-2Mo；标准给出的奥氏体钢有：TP201； TP202 ；TP304、 TP304H、 TP304N、 TP304LN、 TP304L；TP309Cb、 TP309H、 TP309HC、b TP309S；TP310Cb、 TP310H、 TP310HC、b TP310HCb、NTP3110S；TP316、 TP316H、 TP316L、 TP316N、 TP316LN；TP317、 TP317L；TP321、 TP321H；TP347、 TP347H、 TP347LN、 TP347HF；GTP348、

15、TP348H；XM-15 ；XM-19 ；SA-335 / SA-335M 高温用无缝铁素体合金钢公称管；标准中给出的钢有：P1；P2 ； P5 、 P5b、 P5c； TOC o 1-5 h z P11；P12；P15；P21；P22；P23；P9；P91；P92；P122 ； P911；SA-387 / SA-387M 压力容器用铬钼合金钢板；SA-515 / SA-515M 中、高温压力容器用碳钢板；按强度等级分为：60； 65； 70；三种钢SA-516 / SA-516M 低、中温压力容器用碳钢板；按强度等级分为：55； 60； 65； 70；四种钢SA-662 / SA-662M

16、中、低温压力容器用碳锰钢板；分 A、 B、 C三等级，形成三种钢。SA-672 / SA-672M 中温高压用电熔化焊公称管；其中有：A672B70CL32SA-691 / SA-691M 高温、高压用碳素钢和合金钢电熔化焊公称管。其中有：A691Cr1-1/4CL22II.ASME 钢号表示方法及其含义在选用ASME材料时，常常遇到比如：SA213 TP304H、 SA106 Gr.B的情况，那么它们到底表示什么意思呢？以下来详细说明其中的含义。ASME的钢号基本上按以下六部分来表示：S x xxx xx xxx xS A 213 TP 304 H. “ S”： ASME 标志代号。. x

17、：分“A”、 “ B”两种：A 表示铁基材料（ASME第二卷材料篇中PART A） ；B 表示非铁基材料（ASME第二卷材料篇中PART B） 。xxx：表示钢号序号。如 “ 53、 106、 335、 213、 216、 240”等等，感觉有点像国标的标准号。xx：常用的有“TP、GRAD（ E Gr）、TYPE（T）、WC、CLASS（CL、）F”等，其表示的意义分别为：“ TP”：不锈钢耐热钢；“ WC”：可焊铸钢；“ GRAD” E：按化学成份分的类别；F”：锻件；TYPE”：按化学成份的类型；CLASS”：按成份或强度分的类别；T”：小口径管；P”：大口径管。 xxx : 数字或英文

18、字母，其意义如下表：名称表示意义名称表示意义名称表示意义10.5Mo222.25Cr-1Mo30418Cr-8Ni20.5Cr-0.5Mo232.25Cr-1.6W-V-Nb31618Cr-8Ni-2.54Mo613Cr-0.5Mo242.4Cr-1Mo-Ti-B32118Cr-8Ni-Ti77Cr-0.5Mo919Cr-1Mo34718Cr-8Ni-Nb+Ta111.25Cr-0.5Mo929Cr-2WABC碳钢件的 化学成份分类121Cr-0.5Mo12212Cr-2WWP承压配件，如弯头 . x：附加说明如：H表示含碳量较高，( C=0.04 0.1%) ；L表示含碳量较低(C1.001

19、.000.300.300.300.151.000.250.200.200.151.301.300.900.800.800.302.001.250.701.001.301.300.300.800.800.152.000.250.700.400.151.601.600.901.401.400.302.501.252.001.501.601.600.301.401.400.152.500.252.001.500.150.800.303.000.253.500.700.150.40S20C S 表示钢， 20 表示碳含量（C% 100） ， C表示碳素钢。该钢号相当于中国20 号钢。SB42 S 表示

20、钢， B 表示锅炉及压力容器用碳素钢板，42 表示抗拉强度下限值（ kgf/mm2） 。该钢号相当于中国20g。SGV42 S表示钢，GV表示中、常温压力容器用碳素钢板，42表示抗拉强度下限值（kgf/mm2） 。该钢号相当于中国20g。STBA22 S表示钢，TBA表示锅炉、热交换器用合金钢管，22表示钢种序号。该钢号相当于中国15Cr1Mo，德国15CrMo44，美国T11、 P11、 F11。STBA24 S表示钢，TBA表示锅炉、热交换器用合金钢管，24表示钢种序号。该钢号相当于中国12Cr2MoG，德国10CrMo910，美国T22、 P22、 F22。STPA28 S表示钢，TPA

21、表示管道用合金钢管，28表示钢种序号。该钢号相当于中国10Cr9Mo1VN，德国bX10CrMoVNb9，美国1T91、 P91。SUS321 S表示钢，US表示结构用不锈钢，321 表示铬镍奥氏体钢序号。该钢号相当于中国1Cr18Ni9Ti ，德国X12CrNiTi189，美国AISI321 。SCr440 S表示钢， Cr表示含铬钢，4表示铬含量在0.30 0.90%之间。40表示碳含量（C% 100） 。该钢号相当于中国40Cr，德国41Cr4，美国5140。SACM645 S 表示钢，ACM表示含铝、铬、钼钢，6 表示铬含量在1.40%、钼含量在0.15 0.30%之间。 45 表示碳

22、含量（C%100）。该钢号相当于中国38CrMoAl，德国41CrAlMo7，美国6470E。5、俄罗斯钢号表示方法 是原苏联的标准代号。该标准原则上和中国标准GB/T 221-2008 相近，只是钢号中化学元素名称及用途等用俄文字母表示。常见的钢号15 、 12 1、12 18 10 就相当于中国的15CrMo、 12Cr1MoV、 1Cr18Ni9Ti 。俄文字母所代表的化学元素符号俄文字母元素符号CrMoVNiWTiNbB用钢特点：种类繁多，耗钢量大。运行条件：高速旋转承受扭矩和冲击载荷，在 烟、汽、水等腐蚀介质下工作，高温、高压下长期运行。电站金属材料选用原则使用性能 （力学性能、组织

23、稳定性、物理化学性能），工艺性能（冶炼、 冷热加工及焊接性能）， 经济合理性（综合成本发挥可用潜力），符合有关的国家标准和行业标准要求。1、蒸汽管道（含集箱）和锅炉受热面管子用钢工作条件蒸汽管道 （主蒸汽管道、导汽管、再热蒸汽管道）：钢管重量、介质重量、保温材料重量、支撑悬吊等附加载荷；管、孔应力集中承受内部介质高温、高压作用；管壁温度与介质温度相近，即在蠕变条件下运行；启停炉时，存在周期性交变载荷、热应力；内、外壁腐蚀。过热器和再热器管：管壁温度大于介质温度20 90，长期高温应力作用下工作，受高温烟气腐蚀和磨损。水冷壁管：锅炉给水水质不好，内部容易产生垢下腐蚀；燃料含硫高时，外壁会出现硫腐

24、蚀。省煤器管：温度波动大，烟气飞灰磨损。用钢要求蒸汽管道：足够高的蠕变强度（累积相对蠕变变形量小于2%） 、 持久强度 （大于50MPa 70MPa） 、持久塑性（大于延伸率3% 5%） ；良好的组织稳定性；高的抗氧化腐蚀性；良好的工艺性能：热、冷加工性能及焊接性能。过热器和再热器管：足够高的蠕变强度、持久强度和持久塑性具有相对稳定的组织和性能高的抗氧化性能（1 级完全抗氧化性，工作温度下的氧化速度0.1mm/a）良好的冷、热加工工艺性能和焊接性能。水冷壁和省煤器管：有一定的室温、高温强度，使管壁厚度不致过厚，从而传热效果良好，并有利于加工。良好的抗热疲劳性能和供热性能，以防因脉动疲劳或热疲劳

25、损伤而导致过早损坏。良好的抗腐蚀性能，并要求耐磨损性能、工艺性能好，尤其是焊接性能良好。 电站常用钢管用钢钢号与技术条件主要应用范围类似钢号20(20G)GB/T 699、GB 5310壁温425的蒸汽管道、集箱；壁温450的受热面管子CT20( OCT)； S20C( JIS) ； C22、 CK22(DIN)； St45.8/ (DIN)15MoG(1 5Mo3、 16Mo)GB 5310壁温500的蒸汽管道；壁温530的过热器管STBA1、2 STPA12(JIS)； A209； T1、 P1(ASTM；) 15Mo3(DIN)12CrMoGGB 5310壁温510的蒸汽管道；壁温540

26、的受热面管子12MX( ) ；T2、 P2(ASTM；) 12CrMo195(德国)15CrMoGGB 5310壁温510的蒸汽管道；壁温540的受热面管子15XM( )； 13CrMo44(DIN)；T12、 P12(ASTM)STBA2、2 STPA22(JIS)； 15121(?SN)12CrMoVGB/T 3077壁温540的蒸汽管道、集箱；壁温570的受热面管子12 M ( 4543)；15123.9( ?SN)； 14MoV63(DIN17175)12Cr1MoVGGB 5310壁温555的蒸汽管道；壁温570的过热器管等12 M ( ) ；13CrMoV42(DIN)； 1522

27、5(?SN)； 12Cr1MoV(曼内斯曼钢厂)15Cr1Mo1V壁温580的蒸汽管道和集箱A405-61T(ASTM、) 15X112Cr2MoGGB 5310壁温580的过热器、再热器管；壁温570的蒸汽管道、集箱10CrMo910(DIN)；STBA2、4 STPA24(JIS)；T22、 P22(ASME；)12MoVWBSiXt无铬 (8壁温580的过热器、再热器管号)GB 531012Cr2MoWVTiB钢 (102)GB 5310壁温600的过热器、再热器管12X2M CP(TY14-460-75)12Cr3MoVSiTiB( -11)GB 5310壁温600的过热器、再热器管1

28、5NiCuMoNb5壁温500的大口径(76660mm) 厚壁钢管、集箱、锅筒、压力容器WB362Cr12NiMoWVX20CrMoV121 (F12)壁温540 560的集箱、蒸汽管道；壁温达610的过热器管；壁温达650的再热器管HT9(SANDVIK)1X12B2M ( )2X12M BP( ) X20CrMoWV121(DIN)10Cr5MoWVTiB(G106)壁温为630 650的再热器管STBA25(JIS)T5、 T5C(ASME)1Cr9Mo1壁温650的再热器管T9、 P9(ASME)STBA2、6 STPA26(JIS)X12CrMo91德国()HT7(SANDVIK)1

29、Cr9Mo2(HCM9M)壁温620的亚临界、超临界锅炉过热器管、再热器管、集箱和导汽管10Cr9Mo1VNbGB 5310壁温达650的过热器、再热器管，壁温600以下的集箱和蒸汽管道X10CrMoVNb91(DIN17175)T91、 P91(ASME)1Mn17Cr7MoVNbBZr壁温680的过热器、再热器(17-7MoV)管， 蒸汽管道和集箱1Cr18Ni9GB 5310大型锅炉再热器管、过热器管及蒸汽管道。锅炉管的允许抗氧化温度为705SUS304 TB(JIS)SUS304 TP(JIS)TP304H(ASME)0Cr17Ni12Mo2GB 13296 2007大型锅炉再热器管、

30、过热器管及蒸汽管道。用于锅炉管的允许抗氧化温度为705SUS316TB(JIS)SUS316TP(JIS)TP316H(ASME)0Cr18Ni11TiGB 5310大型锅炉再热器管、过热器管及蒸汽管道。用于锅炉管的允许抗氧化温度为705SUS321TP(JIS)TP321H(ASME) 12X18H12T( )1Cr19Ni11NbGB 5310GB 13296 2007大型锅炉再热器管、过热器管及蒸汽管道。用于锅炉管的允许抗氧化温度为705SUS347TP(JIS)TP347H(ASME)08X18H12 ( )X10CrNiNb189(德国)管材替换原则替换管材须具备符合强度设计要求的许

31、用应力；有与被替换管相匹配的管径、壁厚；掌握替换管材所要求的焊接工艺、并有相应的焊接材料。2、锅炉锅筒（汽包）用钢工作条件：一定的温度、压力，水汽介质腐蚀；上下壁、内外壁温差热应力；管、孔应力集中；温度交变，低周疲劳。对材料的要求：高的高温强度：对于高压、超高压及亚临界锅炉锅筒， s 400MPa； 对于启停频繁、调峰锅炉，为防止产生低循环疲劳损伤， s/ b 0.7、缺口敏感性低、抗疲劳性能良好；具有良好的冲击韧性、高的断裂韧性和较低的时效敏感性，且脆性转变温度较低；高的抗汽水腐蚀能力； 良好的塑性，热、冷加工性能及焊接性能。锅筒用钢优质碳素钢和低合金钢钢号主要应用范围类似钢号20g、 22

32、g低、中压锅炉锅筒20K、 22K( OCT)； SB42、 SB46( JIS) ； A285、 A414(ASTM；) 11474.1( ?SN)12Mng工作压力5.9MPa的低、中压锅炉锅筒10 ( ) ； 13Mn6(DIN)；SM21(JIS)； 12MF4(NF)16Mng工作压力5.9MPa的低、中压锅炉锅筒19Mn6(DIN)， SPV36(JIS)， 16 ( )， 17Mn4(DIN)， A678(ASTM)15MnVg低、中压锅炉锅筒A255(ASTM)19Mn5、 19Mn6、SA299高压、超高压亚临界锅炉 锅筒。A299 (ASTM)14MnMoVg高压锅炉锅筒A

33、302(ASTM；) BHW38德国 ()13MnNiMo54(BHW35)高压、超高压及亚临界锅 炉锅筒相应国产钢号为13MnNiMoN，调整 bBHW35钢中镍、铌含量。钢号技术 条件CSiMnPSNiMoCrNbBHW35德国0.101.000.600.200.20梯森0.150.0250.0250.01公司0.501.601.000.400.40规范德国0.101.000.600.200.20亨利 公司规范0.16 0.501.600.0250.0251.20 0.40 0.400.0113MnNiMoNb中国0.101.000.700.200.200.005工厂0.160.0250.

34、025标准0.501.601.100.400.400.0223、汽机大锻件用钢 汽轮机转子、叶轮；发电机转子、护环工作条件 复杂应力作用（扭转力矩、交变弯曲应力、离心力、旋转振动交变应力、瞬时冲击载 荷扭应力、热应力、装配应力） 高温蒸汽蠕变损伤 启停变负荷疲劳损伤 腐蚀介质应力腐蚀 发动机护环在氢冷氛围，一定程度受到氢腐蚀 汽轮机主轴和叶轮用钢要求 足够高的强度、良好的塑性和韧性； 较高的蠕变强度、持久强度和长期组织稳定性； 较高的断裂韧性和抗疲劳性能，低的脆性转变温度；较低的残余应力（ 相应强度级别材料径向屈服强度下限值的8%）。锻件 =6001000mm，40MPa；锻件 1000mm，

35、50MPa。良好的抗氧化和抗高温蒸汽腐蚀的能力。冶金质量好、材料性能均匀，不应有裂纹、白点、缩孔、折叠、过度的偏析，以及超 过允许的夹杂和疏松等。锻件材料均匀性，可在锻件热处理后，通过测量硬度的方法进行检验 硬度的均匀性要求规定为：对于转子体和主轴锻件同一圆弧表面上各点间的硬度差不应超过30HB， 在同一母线上的硬度差不应超过40HB。对于轮盘和叶轮轮缘和轮毂的半径方向上每隔90各测 1 点， 轮缘和轮毂间任意两点间的硬度差不应超过40HB，轮缘各点间和轮毂各点间的硬度差不应超过30HB。汽轮机主轴和叶轮用钢钢号主要应用范围35CrMoGB/T 3077工作温度480的汽轮机主轴和叶轮。34C

36、rMo34CrMo1EJB/T 1265、 1266、 1267 2002294MPa强度级别的汽轮发电机转子和50MW以下汽轮机主轴及转子35CrMoVGB/T 3077 1999、 JB/T 1266 2002 500520工作的转子、叶轮及发电机环锻件30Cr1Mo1VJB/T1265 2002、 JB/T7027 2002工作温度540的汽轮机高中压转子27Cr2MoV(30Cr2MoV)工作温度535550汽轮机整锻转子和叶轮28CrNiMoVJB/T 1265 2002蒸汽参数为500540、9.8MPa 15.7MPa的汽轮机高、中压转子34CrNi1Mo、 34CrNi2Mo、

37、 34CrNi3MoEJB/T 1265、 1266、 1267 2002工作温度400的汽轮机及汽轮发电机转子和叶轮25CrNi3MoV、 25Cr2Ni4MoV、30Cr2Ni4MoVJB/T 1265、 1266、 7027、 7178 2002300MW机组低压转子、600MW机组整锻低压转子和汽轮发电机转子20Cr3MoWVGB/T 3077 1999550以下的汽轮机转子及叶轮，汽轮机喷嘴33Cr3MoWV 450、截面厚度450mm叶轮18Cr2MnMoB 450、轮毂厚度300mm的叶轮，直径500mm的汽轮机主轴和转子无磁性护环用钢要求 高的强度，尤其屈服强度，尽可能高的塑韧

38、性 材料均匀，晶粒要细 残余应力小，且分布均匀 较好的冷、热变形性能 良好的抗腐蚀性能 适当的热膨胀系数 常用汽轮发电机护环用钢钢号主要应用范围40Mn18Cr4、 40Mn18Cr4V、 50Mn18Cr5、50Mn18Cr5N、 50Mn18Cr4WNJB/T 1268 2002汽轮发电机无磁性护环 锰铬系无磁性奥氏体钢，屈服强度较低50Mn18Cr5Mo3VN屈服强度981MPa的汽轮发电机无磁性护环50Mn18Cr5钢基础。采用变形强化和沉淀时效强化的复合强化，使屈服强度981MPa，而塑性仍保持在较高水平1Mn18Cr18NJB/T 1268 2002JB/T 7030 2002汽轮

39、发电机无磁性护环与 18Mn-5Cr护环钢相比，具有更好的抗应力腐蚀能力，更高的强度、塑性、冲击韧性、断裂韧性和抗疲劳性能。4、汽轮机与燃气机叶片用钢工作条件高速旋转，动叶片离心力引起的拉应力；蒸汽流动产生的弯曲应力和扭转应力；机组频繁启停造成叶片承受交变载荷作用；转子平衡、隔板间隙不良引起叶片振动；受化学腐蚀和汽水冲蚀；燃机叶片受高温氧化腐蚀。叶片用钢要求较高的强度、塑性、韧性和热强性能。对于400工作的叶片，除室温力学性能外，还应具有较高的持久强度、蠕变强度及持久塑性，且组织性能稳定性好，持久缺口敏感性低。良好的减振性、耐蚀性，且抗腐蚀疲劳和抗热腐蚀性疲劳性能好。耐磨性能好。特别是承受水滴

40、冲刷磨损的后几级。良好的工艺性能。常用汽轮机叶片用钢钢号主要应用范围25Mn2V 450中温中压汽轮机压力级各级动叶片和隔板叶片24CrMoV 500的汽轮机压力级叶片。经适当表面保护处理后，亦可用作强度要求较高、尺寸较大的后几级叶片1Cr13GB/T 8732 2004 450的汽轮机变速级叶片及其他几级动、静叶片2Cr13GB/T 8732 2004 450的截面较大、要求强度较高的后几级叶片及低温段长叶片1Cr12MoGB/T 8732 2004 450的汽轮机动、静叶片1Cr11MoVGB/T 8732 2004 540的汽轮机变速级及高温区动、静叶片1Cr12WMoVGB/T 873

41、2 2004 580的汽轮机变速级及高温区动、静叶片1Cr12WMoVGB/T 8732 2004汽轮机高温段动、静叶片2Cr12WMoVNbB 590的汽轮机动叶片2Cr12NiMoWV（ C-422） 540的汽轮机动叶片和围带2Cr12NiW1Mo1V2Cr12Ni2WMoV2Cr12Ni2W1Mo1V300MW汽轮机末级和次末级动叶片，屈服强度等级735MPa1Cr17Ni2 450、要求高耐蚀性和高强度的叶片0Cr17Ni4Cu4Nb（17-4PH）GB/T 8732 2004既要求耐蚀性、又要求较高强度的汽轮机低压末级动叶片5、高温紧固件（螺栓、螺母）用钢工作条件大多在高温状态下工

42、作，主要承受拉伸应力，有时也承受弯曲应力。有些紧固件承受高温氧化作用。用钢要求抗松弛性能高。（ 最小密封应力一般为150MPa，压紧力大于最小密封应力）一定的持久强度和蠕变强度，蠕变脆化倾向及蠕变缺口敏感性小，且具有良好的持久塑性。组织性能稳定性好，回火脆性和热脆性倾向小。承受疲劳载荷（ 如联轴器螺栓） 材料， 较高的抗疲劳和抗剪切的能力。在汽缸内部工作的螺栓，由于受蒸汽和水的冲蚀，还应具有一定的抗蚀性。为防止螺纹咬死和减少磨损，选材时，螺母材料强度等级应比螺栓低一级（ 硬度低20HB 50HB）。常用高温紧固件用钢（GB/T 20140-2006、 DL 439 2006）钢号用作螺栓时的最

43、高使用温度35、 45、 35SiMn40035CrMoA48025Cr2MoVA51025Cr2Mo1V、A 40Cr2MoVA55020Cr1Mo1V155020Cr1Mo1VNbT（iB争气1#） 、 20Cr1Mo1VTi（B 争气2#）5702Cr12NiMoW（V C-422）5702Cr12WMoVNbB5902Cr11NiMoVNb、N 2Cr11Mo1VNbN580Cr11Mo1NiW1VNbN5801Cr15Ni36W3Ti650R-26 （Ni-Cr-Co 合金 ）、 GH4145 （镍基合金）6706、汽轮机与锅炉铸钢件用钢汽轮机铸钢件主要有：汽缸（高中压外、内缸）、喷

44、嘴室、隔板、高、中主汽门和调速汽门等；锅炉铸钢件主要有：阀门、堵阀、管道附件等。工作条件温差引起热变形、热应力（汽缸）蒸汽压力差产生应力作用（隔板）启动和负荷变动可能产生热疲劳（喷嘴室）除了承受温差、压力差，还承受工质的冲蚀、磨损和热应力作用（阀门）用钢要求良好的浇铸性能（好的流动性及小的收缩性）。为此，铸钢中碳、硅、锰的含量应比锻、轧件高一些。高温及高应力下长期工作的铸钢件用钢较高的持久强度和塑性， 并具有良好的组织性能稳定性。承受疲劳载荷作用的铸钢件用钢良好的抗疲劳性能和较高的冲击韧性。 （ 如汽轮机汽缸和喷嘴室）承受高温蒸汽冲蚀与磨损的铸钢件用钢一定的抗氧化性能和耐磨性能。需焊接的铸钢应

45、具有满意的可焊性。常用铸钢件用钢钢号主要应用范围ZG230-450 425的汽缸、阀门和隔板等ZG25、 ZG35 450的汽缸、阀门和隔板等ZG20CrMo 510的汽轮机汽缸、隔板、蒸汽室等ZG20CrMoV 540的汽轮机蒸汽室、汽缸及管道附件等ZG15Cr1Mo 540的汽轮机铸件，如内外汽缸，阀门等ZG15Cr1Mo1V 570的汽轮机高中压缸、喷嘴室和主汽阀等ZG15Cr2M、o ZG15Cr2Mo1 570的汽轮机内缸、阀壳、喷嘴室等铸件7、锅炉构架用钢锅炉构架又称锅炉骨架，分支承式、悬吊式和半悬吊式。构架主要由梁、柱、顶板、护板、盖板、平台、楼梯、冷灰外壳等元件组成。工作条件承

46、载锅炉本体载荷（汽包、 管道、 受热面、 集箱、 汽、 水、 煤、 油等） 和其他载荷（安全阀反冲力、炉内爆炸力、地震载荷、风载荷、雪载荷等）用钢要求足够的常温强度和刚度适宜的脆性转变温度（对于严寒地区，NDT低于-40 ）良好的焊接性能锅炉钢架常用钢号及应用范围钢的类别钢种推荐使用范围碳素钢A3， A3F（中国）顶板、护板、盖板、平台、楼梯、主梁支座Q235A（中国）顶板、护板、盖板、平台、楼梯、主梁支座B1-B3， B1F-B3F（中国）顶板、护板、盖板、平台、楼梯SS41(日本)顶板、护板、盖板、平台、楼梯合金钢16Mn、 16MnC（中国）u梁、柱、平台、主梁支承（Q345）15MnV

47、（中国）梁、柱、平台18Nb（中国）梁、柱、平台SM41B日本()梁、柱、平台SM50B日本()梁、柱、平台SM53C日本()梁、柱、平台SA36（美国）梁、柱、平台8、压力容器用钢电站压力容器主要有：换热容器（高加、低加、热网加热器、疏水、蒸汽冷却器等、液氨蒸发器等）、储存容器（定排、连排、扩容器、缓冲罐、氢罐、压缩空气罐、仓泵、液氨储罐等）、分离容器（除氧器）。工作条件工作压力高、介质冲刷磨损、介质腐蚀用钢要求室温强度、良好塑性配合，屈强比适宜，高的抗时效能力。良好的韧性。对于20R、 16MnR以及15MnVR钢板，其室温横向（夏比V形缺口试样）冲击功应不小于31J，而对于强度较高的15

48、MnVNR以及18MnMoNb钢板，其冲击功应R不低于 34J。此外，应选用材料的脆性转变温度和无塑性转变温度比较低的钢材。对于承受腐蚀介质作用的容器，应根据使用环境和受力状态，选用耐腐蚀性好的材料。具有良好的冷、热加工性能和焊接性能的材料。部分压力容器常用钢板牌号压力容器常用钢板牌号高压加热器20g、 15MnVg、 15MnVR、 SA516Gr.70、 19Mn6、 15CrMo、 20MnMo等低压加热器Q235、 20g、 16Mn、 16MnR、 16Mng、 19Mn6、 20MnMo等除氧器Q235、 20g、 20R、 16MnR、 12CrMo等五、某600MW超超临界机组

49、用钢特点1、机组参数火力发电机组锅炉的参数：参数中压高压超高压亚临界超临界（ SC）超超临界（ USC）压力MPa 3.8 9.813-1516-1924-2624-31温度 450 540 540 540 566 580备注：各国（各公司）对超超临界参数起始点的定义有所不同。2、 600MW超超临界机组的用钢实例锅炉部分集箱名称规格材料计算温度省煤器入口集箱508 75WB36310省煤器出口集箱559 80WB36350水冷壁下集箱219 45SA-106C340水冷壁螺旋管圈出口集箱219 60SA-335P12425水冷壁后墙出口集箱273 75SA-335P12425折焰角入口集箱2

50、73 60SA-335P12435折焰角入口汇集集箱 559 82SA-335P12435水平烟道入口集箱219 52SA-335P12435水冷壁延伸侧墙上集箱273 60SA-335P12440水冷壁排管出口集箱219 45SA-335P12440水冷壁上集箱273 75SA-335P12460水冷壁后墙吊挂管出口集箱273 60SA-335P12460分离器610 75WB36440贮水箱610 75WB36435顶棚入口集箱273 60SA-335P12440尾部包墙入口集箱273 60SA-335P12470中间隔墙入口集箱273 75SA-335P12460尾部包墙环形下集箱457

51、 98SA-335P12485中间隔墙下集箱273 75SA-335P12490水平低温过热器入口集箱273 75SA-335 P12485一级过热器出口集箱508 9512CrlMoVG502屏过入口集箱219 45SA-335 P12470屏过入口汇集集箱559 90SA-335 P12470屏过出口集箱219 45SA-335 P91578屏过出口汇集集箱559 75SA-335 P91560末过入口集箱219 35SA-335 P91535末过入口汇集集箱559 70SA-335 P91535末过出口集箱273 75SA-335 P91596末过出口汇集集箱508 100SA-335

52、P91590过热器一级减温器559 85SA-335 P12485过热器二级减温器559 70SA-335 P91555再热器入口集箱762 45SA-106C355高温再热器出口集箱273 30SA-335 P91610再热器出口汇集集箱864 55SA-335 P91605再热器减温器711 20SA-106C355锅炉连接管道名称规格材料计算温度省煤器出口导管559 75SA-106C340省煤器出口导管406 55SA-106C340下降管559 85SA-335P12450下降管559 82SA-335P12435水冷壁下集箱分配管559 75SA-106C340水冷壁下集箱分配管1

53、14 20SA-106C340折焰角及水平烟道连接管168 30SA-335P12435折焰角及水平烟道连接管114 22SA-335P12435贮水箱分离器连接管324 50SA-335P12435贮水箱输水管路324 50SA-335P12380顶棚入口集箱连接管219 35SA-335P12440包墙连接管219 35SA-335P12460分离器连接管168 30SA-335P12440下降管连接管168 35SA-335P12450屏过入口集箱连接管168 30SA-335P12470屏过出口集箱连接管168 30SA-335P91560一级减温器入口连接管559 85SA-335P

54、12485一级减温器出口连接管559 85SA-335P12470屏过出口至末过入口连接管559 70SA-335P91535末过入口集箱连接管 168 25SA-335P91535末过出口集箱连接管219 40SA-335P91590再热器连接管219 18SA-335P91605扩容器入口管道溢流管路324 50SA-335P12380扩容器入口管道溢流管路 219 35SA-335P12380扩容器入口管道溢流管路 168 30SA-335P12380再热蒸汽管道（低温段） 711 20SA-106C340再热蒸汽管道（高温段）762 35SA-335P91574主蒸汽管道 457 75

55、SA-335P91576受热面管部件名称规格材质计算温度H 型鳍片省煤器44.5 6.7SA-210C375水冷壁上部31.8 6.215CrMoG496水冷壁中部38 7.315CrMoG458水冷壁下部38 7.315CrMoG458水冷壁延伸侧包墙及底包墙44.5 7.015CrMoG442水冷壁排管44.5 7.015CrMoG442后烟道顶棚管44.5 7.015CrMoG449后烟道前包墙57 9.015CrMoG449后烟道中间隔墙63.5 1315CrMoG459后烟道后包墙44.5 7.015CrMoG449后烟道侧包墙63.5 10.015CrMoG446炉膛顶棚管63.5

56、 10.015CrMoG446水平烟道顶棚管63.5 10.015CrMoG446水平低温过热器51 9.012Cr1MoVG493立式低温过热器51 9.512Cr1MoVG505屏式过热器38 6.5、38 7.512Cr1MoVG、SA-213T91、SA213TP347H544575605末级过热器44.5 8.5SA-213T91、 TP347H589616上部水平低温再热器57 4.515CrMoG442中部水平低温再热器63.5 4.5SA-210C379下部水平低温再热器63.5 4.5SA-210C346立式低温再热器57 4.515CrMoG488高温再热器（ 前、后屏）5

57、7 4.5、51 4.512Cr1MoVG、SA-213T91、SA213TP347H516607637序号名称材料设计压力设计温度订货规格（mm）内径管MPa(g)最小 内径最小 壁厚1主汽主管A335 P9125.4576419.1752主汽支管A335 P9125.4576298.5553高压旁路入口管A335 P9125.4576298.5554热段主管A335 P915.4574914355热段支管A335 P915.4574660.4256低压旁路入口主管A335 P915.4574660.4257低压旁路入口支管A335 P915.4574457.218序号名称材料设计压力设计温

58、度订货规格（mm）外径管MPa(g)公称 外径公称 壁厚1冷段主管A672B70CL325.76350965.226.972冷段支管A672B70CL325.76350660.419.053高压旁路出口管A691Gr2-1/4CrCL225.76350660.422.234低压旁路出口管A691Gr2-1/4CrCL221.635082012.75高压给水主管WB3635295508506高压给水支管WB3635200355.640汽机部分部件名称规格材质计算温 度高中压外缸螺栓4 1/2 102045Cr1MoV高中压外缸螺栓4 1/2 77345Cr1MoV高中压外缸螺栓4 1/2 723

59、45Cr1MoV高中压外缸螺栓4 1/2 7232Cr12NiW1Mo1V高中压外缸螺栓4 1/2 8332Cr12NiW1Mo1V高中压外缸螺栓364745Cr1MoV高压内缸螺栓3 1/2 52245Cr1MoV高压内缸螺栓4 1/2 6722Cr12NiW1Mo1V高压内缸螺栓59292Cr12NiW1Mo1V高压内缸螺栓69292Cr12NiW1Mo1V高压内缸螺栓4 1/2 6842Cr12NiW1Mo1V高压内缸螺栓46592Cr12NiW1Mo1V高压内缸螺栓3 1/2 5222Cr12NiW1Mo1V中压内缸螺栓2 1/2 37945Cr1MoV高压主蒸汽进口法兰螺栓36382

60、Cr12NiW1Mo1V再热蒸汽进口法兰螺栓2 1/2 4802Cr12NiW1Mo1V联轴器螺栓（高压- 低压A）3 1/2 45Cr1MoV高压缸动叶片2Cr11Mo1VNbN中压缸动叶片2Cr11Mo1VNbN低压缸动叶片1Cr12Mo低压缸动叶片第 6级1Cr12Ni2W1Mo1V高中压转子30Cr1Mo1V低压转子30Cr2Ni4MoV发动机转子25Cr2Ni4MoV护环18Mn-18Cr六、超（超）临界机组新型材料简介超 （超 ）临界机组的发展是以材料的发展为基础的，在超（超）临界机组中，由于材料要在高温、高压下运行，因而要求材料不但要有良好的持久强度， 而且还要求具有 良好的抗高