郭进全

（安阳工学院机械结构强度实验室，河南 安阳 455000）

我国以煤为主要化石燃料的污染物排放造成了严重的环境污染，迫使我们一方面大力发展洁净煤超（超）临界发电技术，通过高参数化来提高发电效率减少温室气体排放，另一方面则把注意力转向清洁能源——核能，跨越式发展高温/超高温气冷堆（V/HTR）的第四代核电技术。超临界（一般参数为24 MPa／566℃／566℃）与超（超）临界（一般参数为25 MPa／600℃／600℃）机组的压力和蒸汽参数高，反应堆压力容器（RPV）等核岛设备还要长期经受高温、高压（14 MPa～16 MPa）和核辐照等恶劣条件的综合作用，一旦发生失效，将导致极其严重的灾难性事故。这就对其高温部件耐高温性能提出了非常苛刻的要求，高温零部件用新材料的开发与应用就构成了超（超）临界机组进一步发展的关键之一。

1 高温材料

高温零部件用钢主要包括低合金钢、奥氏体钢和镍基合金、9%-12%Cr铁素体钢，1Cr10Ni⁃MoW2VNbN钢属于改良型9%-12%Cr铁素体钢。

1.1 低合金钢、奥氏体钢与镍基合金

1.1.1 低合金钢

抗蠕变低合金钢作为高温材料在汽轮机上的应用已有几十年的历史。基于1%CrMo、1%CrMoV和1%CrMoVTiB钢的服役温度已从300℃扩展到565℃。但使用过程中发现这些钢特别是1%CrMoVTiB钢存在一些问题，如作为螺栓用材存在未啮合纹牙根部发生累积蠕变变形及裂纹问题。

18Cr1Mo1VTiB（商业牌号为Durehete1055）是一种典型的低合金钢，是英国联合钢铁公司STC于20世纪60年代开发的含B高温钢，最高使用温度1055℉，服役业绩良好，在英国汽轮机制造行业较多应用。

高硬度、高蠕变强度和较低的蠕变延性（2%-3%/104 h）材料易于发生断裂失效。……