梁刚， 向冲， 王琨， 连漪， 覃文杰， 田蜜洋

（东方电气集团东方汽轮机有限公司， 四川 德阳， 618000）

0 引言

9-12Cr 马氏体耐热钢由于优良的性能和抗氧化性通常被用于汽轮机转子和锅炉管道， 但随着机组参数提高， 特别是当蒸汽温度达到600 ℃后，在长时间服役过程中蠕变强度快速降低已成为技术难题， 极限温度仅能用于620 ℃。 为了提高9-12Cr 钢的服役温度， 在其成分基础上进一步添加Co、 W 元素， 调整Cr、 B、 V 元素， 控制Ni 元素含量而获得的9Cr-3W-0.2V 新型马氏体耐热钢解决了温度超过620 ℃蠕变强度快速降低的问题，可用于630 ℃及以上机组的转子部件和管道。

1 9Cr-3W-0.2V 钢简介

9Cr-3W-0.2V 钢是研究Cr、 W 对钢性能的影响和控制Ni、 V 含量而发展起来的新型马氏体耐热钢。 经查阅相关文献、 资料， 9Cr 钢在650 ℃，98 MPa 应力条件下的断裂时间最长， 对持久强度试样微观组织分析可知， 9Cr 钢在经过长时间时效后基体中弥散析出V（C、 N）及M23C6， 有效阻止组织粗化和高蠕变强度降低。 9Cr 钢中添加的W 在奥氏体化过程中起到了固溶强化作用， 同时在回火时析出强化作用也提升了室温强度和蠕变强度，但随着W 含量增加冲击韧性呈现降低趋势， 特别是韧脆转变温度FATT50急剧升高。 该钢中降低Ni含量用以抑制M23C6的粗化， 提高V 含量以增加VX 的析出以细化、 强化基体。

2 试验材料及方法

2.1 试验材料

试验采用有效截面尺寸为100 mm 的锻件毛坯试块进行性能热处理试验， 其化学成分如表1 所示， 材料性能要求如表2 所示。

表1 试验件化学成分 wt%

表2 材料力学性能要求

2.2 试验方法

计算得到的9Cr-3W-0.2V 钢相图中奥氏体温度区间如图1 所示。……