超臨界鍋爐用T/P91鋼的組織性能與工程應(yīng)用

前言

電力是國民經(jīng)濟的動力，它主要由各種一次能源與再生能源(如煤炭、油、氣、水力、風(fēng)力、核能、太陽能等)轉(zhuǎn)換而成。由于世界各國的一次能源資r’源量情況不同，因而采取的能源政策也就不同。我國是以煤炭為主要一次能源的國家，盡管隨著新能源的采用和技術(shù)進步，煤炭在電力能源消費總量中的比例將逐年下降，但在未來30年甚至更長時間內(nèi)，煤電在電力中的主導(dǎo)地位不會改變。    當(dāng)前，我國電力工業(yè)要保持可持續(xù)發(fā)展，必須充分考慮以煤炭為主的發(fā)電能源結(jié)構(gòu)特點，加快電力結(jié)構(gòu)的升級步伐，最大限度地降低因媒電引起的環(huán)境污染，而最現(xiàn)實、最可行的路徑就是加快建設(shè)超臨界機組，并配備以常規(guī)的火電脫硫系統(tǒng)。超臨界機組在國際上已經(jīng)是商業(yè)化的成熟的發(fā)電技術(shù)，其可用率、可靠性、運行靈活性和機組壽命等，已經(jīng)可以和亞臨界機組媲美。發(fā)展超臨界機組，一方面可以通過節(jié)約發(fā)電用煤以實現(xiàn)能源保護；另一方面，超臨界機組在提高效率的同時，還可以減少C02和煤渣的排放。    超臨界機組在國際上之所以能得以廣泛采用，一個重要的原因就是T／P91鋼的研制成功，其意義與20世紀(jì)50年代蘇聯(lián)和西德分別發(fā)明12CrlMoV、10(2rM0910(即T／P22)鋼一樣重要。在T／P91鋼問世之前，火電廠廣泛使用的是鐵素體鋼(如T／P22)和奧氏體鋼(如T／P304}{)。前者熱導(dǎo)率高、線脹系數(shù)小、價格低廉，但熱強性低、抗蝕性差、淬透性小，受抗氧化溫度的影響，通常用于580_C以下；后者熱強性高，抗蝕性好，雖然由于具有較高的抗氧化溫度，但熱導(dǎo)率低，線脹系數(shù)大，抗熱疲勞能力低，且價格昂貴，通常只用于650℃左右。20世紀(jì)70年代末，美國橡樹嶺國家實驗室和燃料工程公司在9Cr一1．Mo(P9)鋼的基礎(chǔ)上，加入少量V、Nb，并控制N的微合金化，發(fā)展成T／P91鋼。

內(nèi)容概要

本書總結(jié)了作者們多年來對超臨界電力鍋爐用T/P91鋼的研究成果和工程應(yīng)用經(jīng)驗，論述了鋼的合金化原理、強韌化機理、形變與斷裂、組織結(jié)構(gòu)，特別研討了熱強鋼的組織結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性問題。展示rT/P91鋼的基本性能特點、熱處理工藝改進研究與應(yīng)用的成效及其評價，探討了冶金與焊接性問題，闡述了氧化腐蝕層的組織結(jié)構(gòu)與氧化動力學(xué)，并就T/P91鋼在工程應(yīng)用中的組織結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能、表面氧化腐蝕層剝落的服役退化問題以及運行壽命監(jiān)控問題進行了研討。本書可供火電廠材料技術(shù)人員、耐熱鋼研究工作者、鋼廠技術(shù)人員以及高等院校相關(guān)專業(yè)的教師和研究生參考。

作者簡介

束國剛，男，1964年生，江蘇江都人。教授級高工，工學(xué)博士。現(xiàn)任中國廣東核電集團蘇州熱工研究院院長。兼職第六屆國家環(huán)境與保護總局核安全與環(huán)境專家委員會委員，電力行業(yè)“核電標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會”主任委員。
    享受國務(wù)院政府特殊津貼。
    長期從事火電廠和核電站金

書籍目錄

第1章　鍋爐用鐵素體類熱強鋼的發(fā)展  1.1  煤-電轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵設(shè)備——鍋爐  1.2　對電站鍋爐用鋼的要求  1.3　鐵素體類熱強鋼的發(fā)展    1.3.1  0～1％Cr系熱強鋼    1.3.2  2％Cr系熱強鋼    1.3.3  9％Cr系熱強鋼的研發(fā)與應(yīng)用    1.3.4  12％Cr系熱強鋼的研發(fā)    1.3.5  超超臨界鍋爐管道鋼管鋼的研發(fā)趨勢  1.4　我國火電廠用熱強鋼的引進第2章　超臨界、超超臨界鍋爐用鋼的特點  2.1　力學(xué)性能的特點    2.1.1  厚截面鍋爐部件和蒸汽管用鋼    2.1.2  過熱器管用鋼    2.1.3  水冷壁管用鋼    2.1.4　汽輪機用鋼  2.2　物理性能的特點  2.3　化學(xué)穩(wěn)定(抗氧化腐蝕)性的特點  2.4  T／P91鋼是超臨界鍋爐用鋼“5E”要素的最佳選擇第3章  馬氏體型熱強鋼的合金化原理  3.1  熱強鋼中常用的合金元素  3.2  熱強鋼的合金化原理    3.2.1  熱強鋼的金屬學(xué)觀點    3.2.2  熱強鋼的合金化  3.3  抗氧化腐蝕的考慮  3.4  固溶強化的原則  3.5  馬氏體強化的獲得  3.6  沉淀強化和彌散強化  3.7  關(guān)于熱穩(wěn)定性  3.8  復(fù)合合金化的協(xié)同效應(yīng)第4章  熱強鋼的組織結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性  4.1  顯微組織結(jié)構(gòu)變化的驅(qū)動力  4.2  顯微組織結(jié)構(gòu)變化的機理  4.3  化學(xué)自由能引起的組織結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性    4.3.1  非均勻溶質(zhì)分布引起的溶質(zhì)遷移    4.3.2  固溶體的脫溶    4.3.3  固溶體的調(diào)幅分解    4.3.4  板條馬氏體中碳(氮)化物的沉淀、析出與轉(zhuǎn)變  4.4  應(yīng)變自由能引起的組織結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性    4.4.1  應(yīng)變彈性儲存能及釋放譜    4.4.2  伴隨儲存能釋放時板條馬氏體的回復(fù)  4.5  界面自由能引起的組織結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性    4.5.1  晶界遷移和晶粒長大    4.5.2  組織結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性中的彌散相熟化    4.5.3  共晶型組織的穩(wěn)定性  4.6  梯度場引起的原子輸運    4.6.1  一般輸運方程    4.6.2  電輸運    4.6.3  熱輸運  4.7  位錯組態(tài)與結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性第5章  T／P9l鋼的組織結(jié)構(gòu)  5.1  回火板條馬氏體組織結(jié)構(gòu)  5.2  正(淬)火馬氏體板條高溫回火時的回復(fù)  5.3  馬氏體板條內(nèi)精細(xì)亞晶的形成  5.4  亞穩(wěn)態(tài)位錯網(wǎng)的形成  5.5  碳化物與碳氮化物的形成第6章  T／P91鋼的強韌化機理  6.1  a—Fe基體的固溶強化  6.2  板條馬氏體的強韌化效應(yīng)  6.3  亞晶塊的界面強韌化效應(yīng)  6.4  亞穩(wěn)態(tài)位錯網(wǎng)的釘扎作用  6.5  碳(氮)化物的沉淀強化和彌散強化  6.6  凈化韌化  6.7  復(fù)合強韌化的協(xié)同效應(yīng)第7章  P9l鋼的形變與斷裂  7.1  均勻塑性變形時的形變強化  7.2  局集塑性變形時的形變強化  7.3  塑性變形時的組織結(jié)構(gòu)  7.4  斷口  7.5  沖擊破斷過程——裂紋的萌芽、生長與擴展  7.6  裂紋生長與擴展速率  7.7  裂紋萌芽、生長與擴展機理    7.7.1  裂紋的萌芽    7.7.2  裂紋的生長    7.7.3  裂紋的擴展  7.8  對示波沖擊參量采集的建議第8章  T／P9l鋼的熱強性  8.1  室溫的強度和塑性  8.2  高溫強塑性……第9章　T/P91鋼國產(chǎn)化中的冶金問題第10章　T/P91鋼國產(chǎn)化中的熱處理問題第11章　P91鋼熱處理工藝的優(yōu)化第12章　對優(yōu)化工藝生產(chǎn)的P91鋼組織性能的評價第13章　T/P91鋼的焊接問題第14章　T91鋼氧化腐蝕層的組織結(jié)構(gòu)第15章  T91鋼的氧化腐蝕動力學(xué)第16章　T/P91鋼的工程服役退化及運行壽命監(jiān)控參考文獻

章節(jié)摘錄

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