具有高的高温强度和耐晶间腐蚀性的奥氏体系无锡不锈钢锅炉用钢管的开发

作为火力发电锅炉用的过热器和再热器用钢管，新日铁开发了低C-18Cr-9Ni-W-Nb-V-N无锡不锈钢管(XA704)。与以往钢SUS347HTB相比，XA704不仅具有良好的高温强度和耐晶间腐蚀敏感性，而且具有良好的耐高温耐蚀性。XA704蠕变强度高主要是利用CrVN的析出强化和N的固溶强化作用所致。XA704经2年左右实际试验后的调查表明，它能长时间使用。在火力发电设备技术标准中，它是以“火力发电SUS347J1TB”的名称来制定标准。使用该钢管作为火力发电锅炉用过热器和再热器用钢管对降低发电设备的建设成本等非常有利。

　　开发XA704的关键点是如何弥补因C量下降所造成的蠕变强度的下降。在开发XA704时，为取代C的作用，因此最大限度地发挥析出强化的作用，而且为获得固溶强化的效果，将N设定在0.2％。另外，为进一步提高强度，对各种添加元素的作用进行了试验，结果发现添加V、W和N有助于提高蠕变断裂强度。

　　对XA704钢管进行了蠕变断裂试验，结果可知使用时间超过50000小时，其应力-断裂曲线呈线性变化，没有发现在长时间使用情况下出现断裂应力急剧下降的现象。根据实验数据，采用Larson-Miller法对XA704的推定的蠕变断裂强度进行了解析，获得了在650℃-10万小时时的蠕变断裂强度为121N/mm2的结果。该值与NF709(火力发电SUS310J2TB)在650℃-10万小时时推定的蠕变断裂强度基本相同。根据这些实验结果等，对允许的抗拉应力进行了计算。结果可知，XA704的允许抗拉应力在各种温度下比SUS347HTB高大约30N/mm2，在625℃和650℃时与SUS310J2TB基本相等。

　　作为XA704的开发目标----耐晶间腐蚀性，通过JISG0575(1980)硫酸、硫酸铜腐蚀试验，已确认它具有良好的耐晶间腐蚀性。硫酸和硫酸铜腐蚀试验结果表明，XA704的晶间腐蚀敏感性比0.10C-18Cr-9Ni-0.4Nb-Cu钢要低得多。

　　XA704在高温下的耐蚀性调查表明，其高温腐蚀特性和水蒸气氧化特性与SUS347HTB基本相同。可以认为这是由于Cr和晶粒度基本相同的缘故。

　　在600~700℃、最长10000h的时效后，在0℃下对XA704进行了夏氏冲击试验。XA704即使在700℃×10000h的时效后，作为锅炉用钢管依然保持充分的韧性。