[科普中国]-锅炉钢

主要指用来制造过热器、主蒸汽管和锅炉火室受热面用的材料。对锅炉钢的性能要求主要是有良好的焊接性能、一定的高温强度和耐碱性腐蚀、耐氧化等。常用的锅炉钢有平炉冶炼的低碳镇静钢或电炉冶炼的低碳钢，含碳量Wc在0.16%-0.26%范围内。制造高压锅炉时则应用珠光体耐热钢或奥氏体耐热钢。近年来也采用普通低合金钢建造锅炉，如12锰、15锰钒、18锰钼铌等。

制造材料适合制造锅炉用的钢材，包括汽包用钢和锅炉管用钢。汽包用钢要有高的热强性、韧性和组织稳定性，长期处于高压中温水蒸气作用下不发生过大的永久变形及破裂。锅炉管用钢要求具有足够高的高温强度、持久塑性、抗氧化性和耐蚀性、组织稳定以及良好的加工性。常用汽包用钢有12Mn钢、16Mn钢、19Mn6钢、15MnV钢、14MnMoV钢、13MnNiMoNb钢。常用锅炉管钢有12CrMo钢、12Cr1MoV钢、12MoVWBSiRE钢、12Cr2MoWVB钢以及12Cr3MoVSiTiB钢1。

用途是按用途分类名称并可再细分为钢管的锅炉管 子用钢，其中包括与火焰或烟气直接接触的锅炉受热 面管子和不与火焰或烟气直接接触的联箱和汽水管道 等以及钢板的锅筒用姻两类。锅炉承压构件是锅炉关 键构件，安全性要求很高，其工作条件除承受极高的内 压和内部介质的腐蚀和冲蚀外，锅炉受热面管子尚需 承受外部火焰或烟气的冲蚀、磨损和有害气体的腐蚀 等。对锅炉管子和锅炉钢板的材料除应有的各自的特 殊要求外

注意事项①在工作温度下，应有足够的强度、合理的强韧性配合及组织性质稳定性。可使构件的壁厚不致太大以易于加工并不致显著地影响传热效果，从钢材性能上保证长期安全运行；

② 良好的冷、热加工性能，其中特别是良好的焊接性能；

③高压锅炉钢应是优质钢或特殊质量钢，为电炉或纯权顶吹转炉冶炼，镇静钢，在冶炼时除用优质原料外一般要求加以炉外精炼和真空脱气等工艺以使有害杂质，如硫、确、锡、锑、砷等及气体含量降到最低程度，使钢纯净化，以避免脆性断裂事故发生；

④有好的低倍组织及表面质量。前者如不允许有白点、肉眼可见的夹杂和分层等缺陷出现，后者则如不允许在内外表面上有诸如裂纹、重皮、折叠、结疤和离层等缺陷存在等，因类似缺陷有可能成为构件脆性断裂的事故源；

⑤有良好的导热性。对受热面管子则会有较好的传热效果，对厚壁构件则会有更快的温度均匀。 锅炉钢按化学成分，可分为碳素钢及合金钢两类。 为兼顾强度和焊接性能的需要，碳钢多为含碳量0.15%~0.25%的低碳钢，最高不超过0.35%；对合金钢来说，为兼顾钢高温下强度、抗氧化和焊接性能的孺求，钥中含碳量不超过0.25%，并随着工作温度的提高，增加提高高温强度和抗氧化性能的各元素含量及元素数量，为此就有低合金钢、中合金钢及高合金钢的分类以与其使用温度相适应。锅炉钢按其金相组织又可分为珠光体耐热钢、马氏体耐热钢和奥氏体耐热钢，这些钢普遍用于各种不同温度等级的锅炉管子用钢。铁素体耐热钢由于其脆性大及强度低，工艺性能较差，不宜作为锅炉管子等承压构件用钢。锅筒用钢由于其为碳钢或低合金钢，也多为珠光体耐热。

现状锅炉钢属于国家战略性产品，研发周期长，在产品进入市场前需要长时试验，需要长期的资金支持。，一般而言，一个锅炉钢新钢号从研发到成功应用需要至少10年时间．仿制成熟锅炉钢种或在成熟钢种基础上进行微小改进可节约时间，但也需要3～5年的时间?另外，值得指出的一个问题是在仿制成熟锅炉钢时，仅仅根据ASME规范是远远不够的．因为ASME规范中提供的只是一个较宽泛的化学成分和热处理区间，不是最佳控制范围j关键的问题在于按照ASME规范生产的锅炉钢管不一定能满足锅炉建设的设计要求，关于这 点钢铁研究总院等单位在长期的实验工作和生产实践中已经积累了大量经验。另外，日本和欧洲有大量的关于锅炉钢的专利申报和批准，这些专利中的绝大部分存在化学成分过于宽泛和处理工艺过于模糊问题，这些专利资料只能是起到参考的作用j我国有长期从事锅炉钢研究的历史和队伍，但在先进锅炉钢研究方面才刚刚起步。因为我国是后来者，在开展超超临界机组用先进锅炉钢研究方面，有两个总的研究策略应考虑：一是要认真分析总结国外研究和应用的经验和教训，发挥后发优势；二是要集中国内产一学一研一用团队从基础工作做起，有目标，分阶段，实现跨越发展2。

本词条内容贡献者为:

李雪梅 - 副教授 - 西南大学