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高压锅炉用无缝钢管材质：HR3C（SA-213TP310HCbN）
HR3C（25Cr-20Ni-Nb-N钢）是20世纪80年代日本住友公司成功研制出的一种新型不锈钢。HR3C是日本住友金属定名的商标，在ASME标准中的材料商标为SA-213TP310HCbN，在日本JIS标准中的材料商标为SUS310JITB。其标准成分见下表。
因为传统的18-8型奥氏体耐热钢抗水蒸气氧化机能和抗烟气腐化机能较低，而锅炉过热器和再热器的末级部件请求有优胜的抗水蒸气和抗烟气氧化机能，是以在18-8型奥氏体耐热钢的基本上，开辟了25-20型奥氏体耐热钢TP310。将Cr质量分数进步到25%，在经久服役过程中，Cr元素会向外面扩散，与氧结合形成氧化层，起到优胜的抗氧化感化。然则，跟着Cr含量的进步，脆性相σ相的析出趋势加倍明显。是以，同时进步了Ni含量，稳定奥氏体组织的同时克制σ相的析出偏向。是以，25-20型奥氏体耐热钢TP310的抗氧化机能明显进步，并有稳定的奥氏体组织，有利于适应超超临界锅炉蒸汽和烟气的恶劣前提。
然则，仅仅进步材料的抗氧化机能是不敷的，因为在经久服役过程中还须要优胜的蠕变断裂强度。Cr和Ni含量的进步均不会获得更高的蠕变断裂强度，是以为了进步材料的蠕变断裂强度，日本住友金属公司开辟了HR3C奥氏体耐热钢。为了进步25Cr-20Ni型奥氏体耐热钢的高温强度，同样应用了多元合金强化道理，即在TP310的基本上，经由过程限制C含量，并复合添加质量分数为0.20%~0.60%的强碳氮化物形成元素Nb和质量分数为0.15%~0.35%的N，应用析出弥散分布、渺小的NbCrN相和富Nb的碳、氮化物以及M23C6来进行强化，成功地开辟了新型奥氏体耐热钢HR3C，其蠕变断裂强度明显进步到181MPa。
综合推敲，与其他耐热钢比拟，HR3C具有优良的蠕变断裂强度和更优良的抗蒸汽和烟气的氧化机能，是以更合实用于超超临界机组中情况极为恶劣的锅炉过热器和再热器部件的末级管道中。
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据新华报业网报道，南京理工大学材料评价与设计教育部工程研究中心陈光教授团队在国家973计划等资助下，经长期研究，在新型航空航天材料钛铝合金方面取得重大跨越性突破。相关成果Polysynthetic twinned TiAl single crystals for high-temperature applications(高温PST钛铝单晶)于2016年6月20日在线发表于Nature Materials(《自然材料》)。
陈光教授在发布会上介绍研究成果航空航天技术是一个国家科技、工业和国防实力的重要体现。航空发动机被誉为飞机的心脏，叶片则是航空发动机中最关键的核心部件，其承温能力直接决定着发动机的性能，尤其是推重比
美国GE公司采用Ti-48Al-2Cr-2Nb(以下简称4822)合金替代原来的镍基高温合金制造了GEnx发动机最后两级低压涡轮叶片，使单台发动机减重约200磅，节油20%，氮化物(NOx)排放量减少80%，噪音显著降低，用于波音787飞机，2007年试飞成功，2009年正式投入商业运营，成为当时航空与材料领域轰动性的进展。
陈光教授团队的研究成果在材料性能上实现了新的大幅度跨越，所制备的PST TiAl单晶室温拉伸塑性和屈服强度分别高达6.9%和708MPa，抗拉强度高达978MPa，实现了高强高塑的优异结合。更为重要的是，该合金在900℃时的拉伸屈服强度为637MPa，并具有优异的抗蠕变性能，其最小蠕变速率和持久寿命均优于已经成功应用于GEnx发动机的4822合金1~2个数量级，有望将目前TiAl合金的使用温度从650~750℃提高到900℃以上。
通用GEnx发动机
为缩短我国与欧美发达国家的差距，国家已将航空发动机和燃气轮机列为“重大科技项目”，并于2016年3月正式成立了“中国航空发动机集团有限公司”。
北京航空材料研究院曹春晓院士指出：“通常，镍基单晶高温合金的承温能力每提高25~30℃，即为一代新合金。陈光教授团队发明的TiAl单晶合金，一下将承温能力提高了150~250℃以上，是重大突破，属引领性成果。这项关键材料技术诞生于我国，是我们国家和民族的骄傲与自豪！不仅对我国的航空航天事业的发展具有重大价值，有助于中国飞机有一颗更强的‘中国心’，也必将对维护世界和平、促进社会发展起到积极作用。”
科技部先进结构与复合材料主题专家组组长、北京航空材料研究院副总工程师张国庆研究员指出：“高温合金是‘重点新材料研发与应用’国家重大工程的关键研发内容之一，轻质高强材料是国家新材料领域的重要发展方向。TiAl合金因其优异的比强度和高温性能，已成为有航空航天应用前景的新型高温结构材料及传统高温合金的未来替代材料。南京理工大学陈光教授团队研究成功的‘PST高温TiAl合金单晶’大幅度提高了高温性能，显著改善了材料塑性，对于新型轻质高温结构材料的发展和应用具有非常重要的意义”。
长期从事高温结构材料研究的中国科学院金属研究所袁超研究员认为：“陈光教授团队采用纳米孪晶强韧化方法制备的单晶TiAl不仅强度高，室温塑性更是超过6.9%，属于金属间化合物研究的重大突破。一方面，这种发现有可能应用于其他金属间化合物，引领新一轮金属间化合物研究热潮，具有重大理论意义。另一方面，高塑性为其真正工程应用奠定基础，具有重大工程意义”。并指出：“该成果是中国原创，绝对世界领先。建议国家加大支持力度，尽快完成该合金全面性能测试，真正应用于我国航空发动机的叶片制造”。南京理工大学材料评价与设计教育部工程研究中心主任、金属纳米材料与技术联合实验室主任，二级教授，博士生导师。中国新材料技术协会副会长、中国材料研究学会金属间化合物与非晶合金分会理事、江苏省中青年科技领军人才、江苏省十大优秀专利发明人、Intermetallics(金属间化合物)客座编辑、第六届(2005年)和第九届(2016年)金属间化合物与先进材料国际研讨会主席。
作为第一主研人主持完成的成果中，荣获教育部技术发明一等奖1项、江苏省科技一等奖2项，并荣获中国发明协会发明创业奖·人物奖、先进金属间化合物与先进材料国际研讨会杰出贡献奖。
>>钛铝合金简介（据中国航空报）
TiAl基合金密度低，弹性模量高，综合性能指标优于传统高温合金，韧性又高于普通的陶瓷材料，在航空航天材料中展现出令人瞩目的发展前景，成为新一代高温材料的代表之一，被当做高推重比先进军用飞机发动机高压压气机及低压涡轮叶片的首选材料。欧美和日本等国已相继在钛铝合金向先进航空发动机上的应用研究方面取得深入的进展，运用先进的工艺方法，相继研发出高压压气机叶片等零部件，并已交付发动机装配测试。
>>背景
自镍基合金的研制成功以来，涡轮发动机在航空领域的应用得到了很大的推进。通过改进和发展镍基超合金和钛基合金，以及应用先进的制造工艺，航空发动机的性能得到了不断的提高。然而，随着推重比和涡轮前端温度不断提高，涡轮发动机压气机和涡轮级数逐渐减少，单级负荷不断增大，零件的应力水平越来越高，工况越趋恶劣，叶片等关键零件的结构也越趋复杂，已将传统的两种主要高温结构材料镍基合金和钛基高温合金的使用性能提高到其极限水平，因此必须寻求更先进、更可靠的材料和工艺才能满足未来发动机的设计要求。
γ-TiAl基合金具有优良的高温强度、抗蠕变、抗氧化和阻燃性能，而且密度低，弹性模量高，综合性能指标优于不锈钢和镍基等传统的高温合金，而其韧性又高于普通的陶瓷材料。此外，钛铝合金的膨胀系数可与低膨胀系数的镍基合金相比，易燃性也低于镍基合金。这些优点使其成为航空、航天、飞航导弹用发动机以及汽车的轻质耐热结构件的最具竞争力的材料。
>>TiAl合金应用现状
TiAl基合金目前实际应用的最大障碍一方面是该类合金的室温脆性、难变形加工性，另一方面则是850℃以上的抗氧化性不足，制约了TiAl基合金的应用和推广。近期内发展起来的高Nb-TiAl系金属间化合物在高温强度及抗氧化性方面已取得了很大进展，高熔点组元Nb的加入提高了合金的熔点和有序温度，从而使合金的使用温度达到900℃以上，使得该体系合金显示出具有代替镍基合金的潜能。然而，高铌合金化在大大提高TiAl合金的室温和高温强度的同时，也进一步降低了其室温和高温塑性，尤其是高温塑性比普通TiAl基合金更低。
20世纪90年代以来，世界各国的研究者都把热塑性加工技术的研究和开发作为TiAl基合金的研究重点，长期以来TiAl基合金的热塑性加工及其相关领域的研究十分活跃。对TiAl合金进行大变形量热塑性加工，可以大幅提高TiAl合金的室温塑性，而经过塑性加工后的锻坯，由于具有细小而均匀的显微组织，也能够进一步满足等温锻造成形的需要。进过热塑性加工的TiAl合金，通过一定的热处理工艺，可以获得各种不同的综合性能，从而满足工程应用。
美国GE公司将铸造的全套98件低压涡轮叶片安装在大型商用运输机CF6-80C2发动机上，通过了1000个飞行周期的考核试车。蒂森（Thyssen）与罗罗公司（Rolls-Royce）成功的锻造出发动机高压压气机叶片，所使用的合金成分为Ti47Al3.7(Nb,Cr,Mn,Si)0.5B；日本三菱公司采用包套锻成形出了Ti-42Al-10V合金叶片，该合金具有较好的高温塑性，该公司还开发了Ti42Al5Mn合金，并且采用锻造后机械加工的方式制造出涡轮叶片等零件；罗罗使用TNB合金系生产出了高压压气机叶片，并且将这种叶片交付发动机装配进行测试。
>>TiAl合金应用发展趋势
钛铝合金在航空航天用材料中展现出令人瞩目的发展前景，成为先进军用飞机发动机高压压气机及低压涡轮叶片的首选材料。GE公司计划在GE90发动机中用钛铝合金叶片代替镍基合金，将减轻发动机重量200～300千克以上。空中客车和波音公司正致力于提高发动机的推比，低压涡轮减重潜力最大，在不久的将来涡轮后部转子叶片将采用钛铝合金叶片。分析表明，未来发动机市场对γ-TiAl低压涡轮叶片的年需求量高达一百万件，将代替目前先进涡轮发动机最后一级较重的镍基叶片。NASA报告指出，到2020年钛铝基合金及其复合材料的用量在航空、航天发动机中将占有20%左右的份额。
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高压锅炉用碳钢SA210A-1、SA-210C、20G比较分析
摘要： 调研发现，目前国内生产的SA210A-1在实际的供料中没有单独坯料，通常会以SA210C坯或20G坯代之。为了研究这种替代方式能否满足SA210A-1材料标准和产品设计要求，通过对SA210M 标准中SA210A-1、SA-210C及GB 5310标准中的20G成分和性能的比较分析，提出在SA210A-1小口径管采购要求中，应增加Mn下限规定的优化意见。
前 言
当前参数等级在亚临界及以上的锅炉机组受压件用碳钢材料主要有3种：20G、SA210A-1、SA-210C，基本用于低温过热器、低温再热器、水冷壁和省煤器等部件中的受热面管，管子金属设计温度通常在350℃~425℃ 。
由于碳钢的强化元素是C和Mn，而锅炉制造厂从焊接性能考虑通常会严格限制C含量。按ASME中的描述：在规定最大碳含量以下含碳量每降低0.01%，则允许在规定的最大锰含量之上各增加0.06%的含锰量，但最大不得超过1.35%。说明1个碳含量下降带来的强度损失一般需6个锰含量进行弥补，但从当前钢管厂的实际供料中却发现一个有意思的现象：即国内SA210A-1似乎没有成分鲜明的单独坯料，要么以SA-210C坯代之，要么以20G坯代之，这种现象可在表1随机抽取的部分批次SA210A-1、SA-210C、20G 的成分和性能数据比较中得到直观印象，差异更明显体现在Mn含量上。同样是SA210A-1，表1中的序号6、7、8成分及性能和20G相当，序号9成分及性能和SA-210C相当。那么这种替代方式能否保证SA210A-1满足材料标准和产品设计要求呢? 以下遵循标准的脉络并结合产品的使用条件进行分析。
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天津荣盛钢铁有限公司创建于2008年，是一家15CRMo无缝钢管，15CRMOG合金管，15CRMOG高压合金管，15CRMO合金管，15CRMoG无缝钢管大型生产供应企业，经江苏省外经贸厅批准，享受进出口经营权，是一家集生产、贸易、服务、新产品开发于一体的省级大型钢铁企业。公司目前拥有：60、90穿孔机、冷拨生产线六条，热轧生产线一条，主要生产外径20mm—127mm冷轧无缝钢管；两条为325mmASSRL轧管机，系国内最大的三辊轧管机，采用芯棒预穿和限动小循环，三级计算机控制的自动化系统，均达到国际先进水平，主要生产外径133mm—1020mm，壁厚16mm—300mm，外径精度±0.5%,壁厚精度±5%热轧厚壁无缝钢管。
公司主营各种：钢管,无缝管,无缝钢管,大口径厚壁钢管,进口无缝钢管,合金无缝钢管,液压钢管,合金钢管,石油管,精密钢管,液压无缝钢管,大口径厚壁钢管,45mn2无缝钢管,37mn5合金无缝钢管,液压钢管,38crmoal钢管,37mn5钢管,大直径圆钢,大口径厚壁无缝钢管、碳素圆钢、合金圆钢，常年销售国内外知名品牌的无缝钢管、不锈钢圆钢、热处理圆钢、形变热处理圆钢、锻造圆钢、合金钢管、不锈钢管、大直径圆钢。
材质：20#、35#、45#、20G、Q345（16Mn）、27SiMn、20A、40Mn2、45Mn2、40MnB、20MnVB、20Cr、30Cr、35Cr、40Cr、45Cr、50Cr、38CrSi、12CrMo、20CrMo、35CrMo、42CrMo、12CrMoV、12Cr1MoV、38CrMoAL、50CrV、20CrMnSi、30CrMnSi、35CrMnSi、20CrMnTi、30CrMnTi、12CrNi2、12CrNi3、12Cr2Ni4、40CrNiMoA、45CrNiMoVA、20G、20MnG、25MnG、12CrMoG、15CrMoG、12Cr2MoG、12Cr1MoVG、12Cr2MoWVTiB、12Cr3MoVSiTiB、38CrSi等SCM4系列钢管！
国内焦炭市场稳中有降，市场成交情况略显疲软。部分地区临近周末受钢厂下调采购价格影响，报价跟跌，幅度在20-30元(吨价，下同)之间，市场气氛略显悲观。华北地区钢材价格下行对焦炭价格形成压制，加上近期个别地区多家钢厂再次提出降价要求，导致焦企对后期市场一致看跌。华东地区表现稍好，焦化厂开工率降低对市场供应压力起到一定缓解作用，加上个别钢厂的低库存以及采购积极性有所提高，一定程度上给及焦炭价格支撑，后期15crmo合金钢管市场相对乐观。
综上所述，预计下周国内焦炭市场多将维持弱势持稳，个别地区不排除震荡调整可能。该地区近一个月以来虽然报价稳定，但市场整体有转弱趋势，加上钢企打压焦炭价格力度不减，因此临近月底部分地区报价出现下跌。近期，焦化市场生产及销售情况始终处于相对稳定状态，部分地区库存进一步消耗下降。焦价下行压力主要来自下游，在需求不济的情况下，钢企只得打压焦炭采购价格。华东地区15crmo合金钢管市场本周延续平稳，焦化厂出货及成交情况较好，但下游钢厂库存偏高，焦价持续受到钢厂方面压制。
焦化企业作为高污染企业，持续受到环保局重点关照，近几周部分焦企开工率下调至60%左右，但焦炭库存普偏较低，较上月有明显下降，出货顺畅，多能维持微利，供需保持弱势平衡。本周国内炼焦煤市场弱势运行，受前期市场高产影响，煤企库存普遍偏高，且进入六月以来清还各债务项目压力突显，个别煤企不断出现加大量价优惠政策，或直接下调高库存煤矿基价。受下游15crmo合金钢管市场持续走弱影响，焦化企业对炼焦煤的需求一直保持计划内的采购。
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