P92钢组织及力学性能文献综述 1.1 P92钢的组织研究及现状
钢铁是结构材料的主体。而P92钢为一种高温合金按基体元素主要可分为铁基高温合金、镍基高温合金和钴基高温合金。按制备工艺可分为变形高温合金、铸造高温合金和粉末冶金高温合金。按强化方式有固溶强化型、沉淀强化型、氧化物弥散强化型和纤文强化型等。高温合金主要用于制造航空、舰艇和工业用燃气轮机的涡轮叶片、导向叶片、涡轮盘、高压压气机盘和燃烧室等高温部件，还用于制造航天飞行器、火箭发动机、核反应堆、石油化工设备以及煤的转化等能源转换装置[12]~[14]。
P92钢是在T/P91钢基础上改良开发出来的新钢种。在化学成分上适当降低了钼元素的含量本文来自优'文)论'文`网，毕业论文 www.youerw.com （0.5％Mo），同时加入了一定量的钨（1.7％W）以将材料的钼当量(Mo+ 0.5W)从P91钢的1％提高到约1.5％，该钢还加入了微量的硼，经上述合金化改良后，与其它铬－钼耐热钢相比，P92钢的耐高温腐蚀和氧化性能与9％Cr钢相似，但材料的高温强度和蠕变性能得到了进一步的提高，由此带来的主要优点是，在相同的工作温度，压力或设计寿命条件下，能够进一步降低电站锅炉及管道系统的重量；或者在同样的结构尺寸下，进一步提高结构的设计工作温度，从而提高系统的热效率[1]~[2]。
P91/P92钢化学成分如下表
表1.1 P91/P92钢化学成分表
钢号 C Mn Si Cr Ni Mo W Nb V N B
P91 下限 0.08 0.30 — 8.00 — 0.85 — 0.04 0.18 0.03 —
上限 0.12 0.60 0.50 9.50 0.40 1.05 — 0.09 0.25 0.07 —
P92 下限 0.07 0.30 — 8.50 — 0.30 1.50 0.04 0.15 0.03 0.001
上限 0.13 0.60 0.50 9.50 0.40 0.80 2.00 0.09 0.25 0.07 0.008
P92钢的主要性能
具有良好的物理性能 P92钢的线膨胀系数与P91钢相同，比奥氏体钢低，甚至还低于P22钢的线膨胀系数，故P92钢在机组启动和停止时，抗疲劳损伤的能力不仅会优于奥氏体钢，也会比P22钢强，导热率与P91钢相同，比奥氏体钢高。
具有比P91钢更高的高温蠕变断裂强度 P92钢的常温强度和高温强度高于P91钢。根据各国测试结果，按照ASME标准估算出来的550℃、600℃和625℃等不同温度下10万小时P92钢的蠕变断裂强度分别为199MPa、131MPa和101MPa；而P91钢在相应温度下的蠕变断裂强度分别为141MPa、98MPa和68MPa。可以明显地看到P92钢的高温蠕变强度比P91钢高出很多。
具有优异的常温冲击韧性 P92钢不仅具有比传统钢明显优越的高温性能，而且还有优异的常温韧度。它和P91钢的情况大致相同。
具有优良的抗氧化性能 P92钢的抗烟灰氧化和抗水蒸气氧化的性能与P91钢大致相同。经测试，P92钢与P91钢在600℃、700℃下3000小时的水蒸气氧化皮厚度大致相同。3508