整个电站锅炉系统中过热器和再热器工作环境非常恶劣。 它们长期暴露在高温下。 它们的选材不仅要具有高强度、高蠕变强度等性能，而且还必须满足良好的焊接性能。 过热器和再热器管是锅炉的主要受热管。 设计温度一般比额定蒸汽温度高30℃。 过热器的作用是将锅炉的饱和蒸汽进一步加热至过热蒸汽（即：锅炉设计温度），然后A加热器本质上也是过热器，但运行压力比过热器低。 本文主要介绍过热器和再热器常用钢种的典型牌号，并介绍近年来我国耐热钢的发展现状和发展趋势。
1 马氏体耐热钢
1.1 T/P91马氏体（铁素体）耐热钢
T/P91是一种经济且优良的耐热钢。 经过一定的热处理后，得到回火马氏体。 由于位错密度高，钢的持久强度将会增加。 T/P91与常用的铁素体钢相比具有许多优点。 T/P91热膨胀系数小，可大大降低热膨胀应力对设备的影响。 同时，热膨胀系数对设备能否稳定、安全运行起着重要作用。
此外，T/P91钢的另一个重要特点是导热系数大。 因此，用作管道材料时，其换热效率非常高，可以有效降低管道的温度梯度应力。 1987年，我国福州电厂引进的锅炉采用T/P91钢管作为三级过热器。 同时，上海、武汉等锅炉厂也引进T/P91钢管替代美国原设计材料TP304，并开展了大量的性能评价试验工作。 我国对T/P91的研究始于“八五”期间，1995年指定国产钢号为“”。 后来宝钢在研究现有材料的基础上，开发出了SA-335 P91无缝钢管。 研究人员测量新材料的性能。 结果表明，宝钢研发的SA-完全满足使用标准，可以替代大部分进口材料。
徐向玖等. 宝钢股份对宝钢生产的SA-335 P91全焊接位置进行了相关研究，采用全位置窄间隙热丝TIG焊技术，开发焊接工艺技术并研究接头性能，使人们对耐热钢（T/ P91）我们对焊接工艺和焊接接头的性能有了比较全面和深入的了解。
与奥氏体耐热钢相比，T/P91具有热膨胀系数较小、成本较低的优点。 因此广泛应用于集箱、管道中，在长期使用下仍能表现出良好的综合性能。 目前国内对其的研究比较系统，相应的技术也非常成熟。 许多产品不仅供应国内市场，而且很大一部分出口国外。
1.2 T/P92马氏体（铁素体）耐热钢
T/P92钢材是在T/P91的基础上开发的。 该材料在原有元素的基础上减少Mo含量并添加W、B元素。 合金化T/P91后，T/P92钢的高温强度和蠕变性能都有一定程度的提高，但高温耐腐蚀性能的提高很小。 T/P92钢在我国已使用多年。 最早用于锅炉管道的钢材已经使用了大约10年。 热处理后显微组织主要为马氏体。 但如果热处理过程中的升温和冷却处理不当，很容易产生铁素体组织，导致性能下降。 因此，生产时必须严格控制热处理工艺。
石志刚等. 对T/P92钢高温服役后的组织和性能进行了测试和研究。 结果表明，长期在高温环境下服役的材料显微组织发生了非常明显的老化，钢管的力学性能有下降的趋势。
刘等人。 进一步表征了T/P92钢服役后的组织和性能，发现T/P92钢的性能下降与Laves相的析出和粗化有关。 这就需要更加关注质量问题。
T/P92通过改变合金含量，在高温强度、蠕变强度等性能方面比T/P91有一定的提高。 这两种马氏体（铁素体）耐热钢成本较低，已投入生产。 实现标准化，大量的实验研究也为T/P91和T/P92的开发和使用奠定了坚实的基础。 但与实验室条件下进行的高温加速老化试验相比，针对实际使用条件下运行管道的研究还很少。 研究钢材服役后的微观组织和性能具有重要意义，可以作为火电厂管材质量控制和安全生产的依据。 指导，我国应加大这方面的研究投入。
2 奥氏体耐热钢
2.1 ()
该材料由日本住友制钢公司开发，可满足超超临界参数机组的要求。 其特点是耐氧化，能实现长期高温服役常用钢材的密度，因此非常适合用作锅炉过热器和再热器管。 氮元素的存在产生固溶强化，使材料比18Cr-8Ni不锈钢更强。 它经济，会减少承压部件的总质量，从而降低整体的承重和热应力。
池诚宇、杨艳等. 研究了铜元素对钢性能的影响。 日本住友金属公司认为钢的含铜量以3%为最佳值，但杨彦等人的试验结果表明，钢中含铜量为3%为最佳值。 结果表明，含铜量为4%的钢的持久强度和持久塑性最高。 国内外对钢铁的研究相对较多。 研究表明，在不同应变条件下（环境采用155℃、45wt% Mg Cl2的沸腾溶液），不锈钢的裂纹宽度随着应变水平的增加而增大。 材料的选择和使用不仅需要检测原始性能是否优良，更要关注使用过程中和使用后组织性能的变化。
李新梅等. 研究了时效温度和钢析出相的规律变化。 结果表明，Super 304H钢经700~1250℃时效后，组织中出现了4种析出相。 其中M23C6在700-900℃时主要沿晶界析出。 这种现象的发生会降低钢的高温蠕变强度和抗力。 晶间腐蚀性能。
综上所述，它是一种性能优良、适合超超临界锅炉要求的奥氏体耐热钢。 此类钢广泛用于日本锅炉过热器和再热器，且用量巨大。 在使用过程中表现出良好的综合性能。 由于该材料在使用时可以相对减薄钢管的壁厚，因此可以降低生产成本。 非常经济。
2.2 HR3C()
HR3C钢是日本住友公司在不锈钢的基础上改进开发的一种新型奥氏体耐热钢。 650℃持久强度比TP347钢提高45%； 抗拉强度也高于钢，并且具有更好的抗蒸汽氧化和烟气腐蚀能力。 许多研究者对服役后的钢管进行了分析，得出了相同的结论：高温服役后（HR3C）的显微组织仍然是奥氏体和一些析出相。 使用后，组织中奥氏体晶粒不再长大，但析出相增多。 高温服役时生成的Nb Cr N析出相可以适当提高材料的蠕变强度，但晶界处连续的板状M23C6会导致晶界弱化，导致塑性韧性严重下降的材料。 由于HR3C钢具有较好的性能，国内外对HR3C奥氏体钢进行了广泛的研究。 有学者研究了碳化物与蠕变强度的关系，发现：当HR3C奥氏体钢在650℃时，在初始阶段，HR3C钢材料的蠕变抗力随着第二相的析出而增加，但随着蠕变时间增加，晶界处析出链状M23C6，材料沿晶界开裂的倾向逐渐增大。
HR3C奥氏体耐热钢的特点是合金元素含量高。 用于锅炉过热器和再热器时，长期暴露在高温、高压下。 在这种环境下，材料的微观结构会发生变化。 特别是各种析出相的形态和分布会影响材料的性能，从而影响生产安全。 为了提高HR3C钢的使用寿命和生产率，有必要对高温服役中显微组织和析出相的变化进行更深入的研究。
3、新型耐热钢的发展现状
考虑到当前全球能源消耗和环境保护问题，国内外研究人员在马氏体、奥氏体等耐热钢的成功开发和成熟使用的基础上，将研究方向转向超超临界机组。 近年来，许多新型耐热钢具有优异的性能。 大多数新钢种是在9Cr钢和18-8奥氏体钢的基础上添加合金元素改进而成。 目前，国外新型耐热钢的研究和使用远远领先于国内，国内研究仍需加大。 下面介绍几种新型耐热钢的研究现状和发展情况。
该钢是日本新日铁和住友金属公司在T/P92钢的基础上开发的新型马氏体耐热钢。 主要满足620～650℃锅炉的应用需求。 大、小口径钢管已试制成功。 性能大幅度提高，特别是持久强度大幅度提高，是T/P92的1.2倍。 材料中添加Ta、Nd、B、N化学元素，其中Nd有效增强材料的蠕变塑性和蠕变疲劳性能。 但仍有专家提出质疑，认为这种耐热钢材料的化学成分范围太宽，技术要求不明确。
该材料是由一家瑞典公司开发的。 作为一种新型奥氏体耐热钢，在650℃以上仍具有高强度。 Cr元素的存在增强了钢的耐蚀性和抗氧化性。 另外，钢中Mo、Si含量较低，对σ相的形成有一定影响。 该钢材的综合性能非常优异，长期使用后综合性能比较稳定。 但瑞典山特维克公司于2003年在中国申请了专利，限制了该材料在我国的生产。
镍基耐热合金 温度参数700℃及以上超超临界电站用镍基合金的主要候选材料有、、、铁镍基合金HR6W。 其中，740在750和800℃老化长达5000小时后表现出良好的组织稳定性。 这些镍基合金能否广泛应用于火电站锅炉以及焊接工艺是需要解决的关键问题。
我国钢铁研究总院与宝钢联合开发了G115（9Cr-2.8W-3Co Cu VNb BN）钢种。 该材料是一种新型马氏体耐热钢，具有良好的经济性能。 可保证锅炉在超超临界机组在630℃左右环境下稳定运行。
温新立等人分析了我国研制的MARBN和G115在650℃下的耐久性能。 结果表明，三种钢材的耐久性能存在一定差异。 总体而言，我国研制的G115钢具有较好的耐久性。
该钢是北京科技大学、永兴特种不锈钢有限公司和江苏武进不锈钢有限公司联合开发的奥氏体耐热钢，主要使用温度为600~650℃，可适用于大部分家用锅炉； 其耐久强度和高温强度相似。 该钢种具有较高的耐久强度和相对较低的成本，可用于超超临界锅炉。 锅炉热电机组。 钢已于2016年获得我国发明专利授权。
4 结论与展望
（1）从目前世界各国火电机组的发展来看，研究重点已转向超超临界机组，这就需要与之相匹配的高性能耐热钢。 国内外新型耐热钢，如G115、G115等钢种的研制成功，意味着高压锅炉即将进入高参数、大容量甚至特大容量时代。 从目前情况来看，我国需要加大对超超临界机组的研究投入。
(2)大量新材料的出现需要良好的质量控制。 对于过热器、再热器等高温钢管，应重点关注材料在使用过程中显微组织和力学性能的变化。 除了老化现象的发生外，还需要及时评价钢管质量，防止爆管。
（3）在这个快速发展的时代常用钢材的密度，在追求高效生产的同时，不能忽视对能源和环境的保护。 超超临界机组的产生源于能源匮乏和高污染。 过去，大多数电站锅炉都是高能耗、高污染的。 ; 面对这一现状，对未来的发展需要提出新的要求，既要保证高效率，又要实现低成本、低污染的工业化体系，在全行业保持绿水青山的同时取得进展。
本文来自翁立奎等人2020年写的文章！
