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(南京工业大学机械与动力工程学院，江苏省极端承压装备设计与制造重点实验室，南京 211816)

0 引 言

虽然目前核能、风能和太阳能发电量在总发电量中的比例不断提高，但火电装机容量仍是电力总装机容量的主体[1]，占比超过60%[2]。锅炉是火力发电系统中的一种承压特种设备，长期服役于高温高压等恶劣环境中，因此维护其正常运转，防止事故发生具有十分重要的意义[3]。有统计表明，火力发电厂中因锅炉引起的非计划停车占到总停车数的60%以上，而其中因“锅炉四管”失效引起的约占80%[4]。目前，已有大量文献[5-14]报道了锅炉水冷壁管的超温失效案例，并对失效原因进行了分析；但均仅局限于查明超温原因，而由于材料原始性能数据的匮乏，无法对超温的温度范围或者超温持续的时间进行详细分析。

20G钢是目前锅炉水冷壁管最常用的一种钢材。水冷壁管服役温度在320 ℃左右，最高服役温度为480 ℃，超过此温度即视为超温；而在实际服役过程中存在很多导致炉管温度升高的因素，水冷壁管的实际服役温度有很大概率会超过最高服役温度。因此，研究20G钢在不同温度下尤其是超温下组织与性能的变化规律显得非常重要。就目前公开发表的资料可知，20G钢的力学性能测试温度最高仅为550 ℃[15]，在更高温度下的力学性能及蠕变性能数据均比较匮乏。

为了完善水冷壁管的基础性能数据，作者测试了20G钢在不同温度(常温至850 ℃)下的拉伸性能，并对该钢同步进行了应力为62 MPa、温度为550～850 ℃的蠕变试验以及未施加应力的时效试验，研究了蠕变和时效后的显微组织及蠕变性能。……