新型馬氏體耐熱鋼G115大型鑄件熱處理過程有限元分析

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(1. 鋼鐵研究總院 特殊鋼研究院， 北京 100081； 2. 寶武特種冶金有限公司 技術中心, 上海 200940)

近日，國務院關于印發2030年前碳達峰行動方案的通知中明確指出：新建機組煤耗標準需達到國際先進水平，有序淘汰落后煤電產能，加快現役機組節能升級和靈活性改造，推動煤電向基礎保障性和系統調節性電源并重轉型。通知明確規定了煤電機組定位和未來發展。隨蒸汽溫度和壓力的提升，熱效率進一步提升，CO2排放和煤耗進一步降低，但需更高等級的耐熱材料。G115?鋼是我國自主研發的新型馬氏體耐熱鋼，是目前世界范圍內唯一可工程化應用于630～650 ℃溫度范圍火電機組鍋爐集箱和主蒸汽管道的材料，寶武特種冶金有限公司已具備批量穩定供貨能力。但是，在汽輪機側，隨機組蒸汽參數的提高，采用更高高溫強度的9%～12%Cr馬氏體耐熱鋼作為汽輪機側缸體或閥殼等鑄件已經成為行業共識[1]。目前，最先進的商用超超臨界火電機組汽輪機鑄件最高使用鋼種為CB2鋼。汽輪機缸體和閥殼等結構復雜鑄件，只能通過鑄造方法生產[2-3]，并直接進行正火和回火熱處理。汽輪機側缸體或閥殼要求具備良好的高溫強度，因此采用合理的正火和回火熱處理工藝才能保證鑄件良好的鑄態組織，從而確保產品的高溫力學性能。新型馬氏體耐熱鋼G115的高溫持久性能明顯高于T/P91和T/P92耐熱鋼[4-5]。9Cr-3W-3Co系鋼鑄件組織中易存在網狀硼化物(M3B2)和δ鐵素體[6]；δ鐵素體降低材料的蠕變斷裂強度和韌性，惡化高溫性能；……