核电站用核级08X18H10T不锈钢管的国产化

玛瑞金属材料有限公司
2015-03-27

我国某核电站采用了俄罗斯的AES-91型核电机组。该核电站的总体设计方为俄罗斯，部分核岛和常规岛设计的分包方为中方，核岛部分俄罗斯原设计的设备和管道用不锈钢材料主要为08X18H10T钢。为了便于国内采购，在设计时选用了ASME SA-312中TP321钢替代俄罗斯标准中的08X18H10T钢。

　　表1 试验钢的化学成分（质量分数）%

牌号	C	Mn	P	S	Si	Ni	Cr	Cu	Ti	N
TP321	≤0.08	≤2.0	≤0.045	≤0.03	≤1.0	9.0～12.0	17.0～19.0	-	5wc～0.7	≤0.10
08X18H10T	≤0.08	≤1.5	≤0.035	≤0.02	≤0.8	10.0～11.0	17.0～19.0	≤0.3	5wc～0.6	≤0.05
TP321 （转化）	≤0.08	≤1.5	≤0.035	≤0.02	≤0.8	10.0～11.0	17.0～19.0	≤0.3	5wc～0.7	≤0.05

　从表1可知，转化TP321钢的化学成分中除钛的含量保留ASME SA-312规定外，其他元素指标均与08X18H10T钢的规定值保持一致。根据俄罗斯的设计要求，转化钢的拉伸性能应不低于08X18H10T钢的规定值。为了使国产TP321钢达到08X18H10T钢的性能要求，研究人员分析了国产TP321钢的化学成分、制造工艺以及热处理工艺对TP321钢室温和350℃高温拉伸性能、显微组织和晶粒度以及抗晶间腐蚀性能的影响，确定了合适的成分与工艺。　　

　　结果表明：调整后工艺是在TP321钢制造过程中增大坯料尺寸并在原有工艺的基础上增加一道冷轧、中间热处理和一道冷拔，然后在1100℃固溶保温11min；工艺调整后制备的TP321钢管室温抗拉强度可由原有工艺的540MPa提高到556MPa，350℃屈服强度由170MPa提高到250MPa，晶粒度达4.5级；通过控制TP321钢的化学成分使国产TP321钢的力学性能既满足ASME SA-312的规定，又达到08X18H10T钢的要求，实现核电站用核级不锈钢管的国产化（表2）。

　　表2 试验钢的拉伸性能

牌号	外径/mm	室温			350℃
		RP0.2/MPa	Rm/MPa	A/%	RP0.2/MPa
08X18H10T	≤76mm	-	≥549	37	196～343
	＞76mm				186～333
TP321	-	≥205	≥515	≥35/纵向	-
				≥25/横向
TP321（转化）	≤76mm	≥205	≥549	≥37	196～343
	＞76mm				186～333

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