[发明专利]700℃先进超超临界锅炉用铁镍合金无缝管及制造方法

说明书

本发明公开了一种700℃先进超超临界锅炉用铁镍合金无缝管，该无缝管按重量百分比包括以下组分：C：0.04～0.06%，Si≤0.30%，Mn≤0.10%，P≤0.020%，S≤0.008%，Cr：21.00～22.00%，Ti：1.00～1.30%，Al：0.70～1.00%，Mo：2.10～2.40%，Nb：1.00～1.30%，Fe：19.00～20.00%，N≤0.008%，B≤0.006%，余量为Ni及微量元素，以上各组分之和为100%；本发明中的铁镍合金无缝管通过成分控制及限制，添加一定量Nb、Ti、Al、B等元素，用上述材料制造无缝管的步骤包括：双联工艺冶炼—锻造—热挤压—固溶热处理—中间冷轧—固溶热处理—最终冷轧—成品热处理—矫直—酸洗—表面修磨—成品检验—清洁—标识及包装，通过以上制造方式可使合金无缝管具有良好的组织稳定性、力学性能及工艺性能，并满足700℃先进超超临界锅炉的使用要求。

技术领域

本发明涉及一种铁镍合金无缝管，具体涉及一种用于700℃先进超超临界锅炉用铁镍合金无缝管。

背景技术

长期以来，火电是我国电力能源的主要组成部分，近年来，尽管核电等新能源比例有所增加，但火电仍占到我国电力行业的70%以上。随着全球对环保要求的提高，节能减排就成了重中之重，各国均开展了更高蒸汽温度及压力的火电技术研究，而700℃先进超超临界火电技术就是最重要的研发方向。研究表明，提高火电机组的蒸汽温度和压力可较大的提高发电效率，从而降低燃煤消耗，减少排放，降低成本。当蒸气温度提高至700℃、压力达到35 MPa 时，火力发电效率可达50%以上，相比现有的600℃超超临界火电机组可提高5%以上，燃煤消耗可降低约23g/kWh。若我国新建及现有的火电机组均采用先进超超临界火电技术，则每年可节约1 亿吨煤以上，大幅度减少一次能源煤炭的开采，从而节约开采电力，此外，还可以减少对公路及铁路运输的破坏和压力。因此，发展700℃先进超超临界火电技术对优化我国能源结构、提高煤资源利用效率、显著降低燃煤消耗量、有效控制温室气体及有害气体的排放，对实现我国节能减排及能源工业的可持续发展具有重要的战略意义。

目前，世界各国的700℃先进超超临界火电技术均处于研发阶段，我国发展较晚。国家能源局于2010年组织成立“国家700℃超超临界燃煤发电技术创新联盟”（以下简称“联盟”），并设立国家能源领域重点项目，围绕总体方案设计、高温材料技术、锅炉的设计制造技术、关键部件试验平台的建立及运行、示范电站的工程可行性研究等方面开展一系列研究。 随着火电机组参数的不断提高，高温材料性能的水平起着关键性作用。当蒸气温度提高至700℃、压力达到35 MPa 时，现有适用于600℃机组的铁素体及奥氏体不锈钢材料已不能满足机组参数的要求。700℃先进超超临界机组对高温材料的基本要求是：高温持久蠕变性能、耐高温腐蚀性能、长期组织稳定性、管内壁抗蒸汽氧化性能、管外壁抗烟气腐蚀及抗飞灰冲蚀、良好的冷热加工工艺、良好的焊接性能、低成本等。为满足以上要求，过高温段过热器、再热器、高温蒸汽管道和集箱、阀门、汽轮机转子、叶片等高温部件均采用镍基合金材料。由于镍基合金材料价格昂贵，目前国内除对700℃先进超超临界锅炉用Inconel617、Nimonic 263、Inconel740/740H、Haynes 230、Haynes 282等合金进行相应的研究外，还积极开展了GH2984、HT700等铁镍基合金材料的研发。

铁镍基高温合金的合金化程度高，变形抗力大，其冶炼及制造困难。目前，而国外对700℃先进超超临界锅炉用铁镍基高温合金工业化生产的报道较少，对外一直处于封锁状态，国内对其工业化生产也无相关报道。因此，急需一种能适用于700℃先进超超临界锅炉的具有良好的高温组织及力学稳定性、耐腐蚀、高尺寸精度及表面质量的铁镍合金无缝管的制备工艺。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种具有良好的组织及力学性能、良好的尺寸精度和表面质量的用于700℃先进超超临界锅炉用铁镍合金无缝管及制造方法，解决铁镍合金无缝管的制造工艺问题，以满足700℃先进超超临界锅炉的使用要求。