钢研102合金钢管
一种低合金贝氏体型耐热钢
钢研102合金钢管 是一种低合金贝氏体型耐热钢,主要采用钨钼复合固溶强化
中文名钢研102合金钢管类 型低合金贝氏体型耐热钢含铬量11%~30%计算公式W=0.02466（D-S）S
钢研102合金钢管 是一种低合金贝氏体型耐热钢,主要采用钨钼复合固溶强化,钒钛复合弥散强化和微量硼的硬化,在小600　°C的工况下该钢具有优良的综合力学性能,抗氧化性能及组织稳定性。该钢种在620　°C时热强性较好,甚至达到某些铬镍奥氏体钢的水平,但抗氧化性能急剧下降,其3　000　h 的单位面积增重为242　g/ m2 ,腐蚀率为0. 15　mm/ 年,故近年来有关资料中已将其高推荐使用温度由620　°C降为600　°C。
在使用状态下以铁素体组织为主的合金钢管。，具有体心立方晶体结构。这类钢一般不含镍，有时还含有少量的Mo、Ti、Nb等到元素，这类钢具导热系数大，膨胀系数小、抗氧化性好、抗应力腐蚀优良等特点，多用于制造耐大气、水蒸气、水及氧化性酸腐蚀的零部件。这类合金钢管存在塑性差、焊后塑性和耐蚀性明显降低等缺点，因而限制了它的应用。炉外精炼技术（AOD或VOD）的应用可使碳、氮等间隙元素大大降低，因此使这类钢获得广泛应用。
是奥氏体和铁素体组织各约占一半的合金钢管。在含C较低的情况下，Cr含量在18%~28%，Ni含量在3%~10%。有些钢还含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti，N等合金元素。该类钢兼有奥氏体和铁素体合金钢管的特点，与铁素体相比，塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，同时还保持有铁素体合金钢管的475℃脆性以及导热系数高，具有超塑性等特点。与奥氏体合金钢管相比，强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相合金钢管具有优良的耐孔蚀性能，也是一种节镍合金钢管。
①交货状态
是指交货产品的最终塑性变形或最终热处理的状态。一般不经过热处理交货的称热轧或冷拔（轧）状态或制造状态；经过热处理交货的称热处理状态，或根据热处理的类别称正火（常化）、调质、固溶、退火状态。订货时，交货状态需在合同中注明。
②按实际重量交货或按理论重量交货
实际重量--交货时，其产品重量是按称重（过磅）重量交货；
理论重量--交货时，其产品重量是按钢材公称尺寸计算得出的重量。其计算公式如下（要求按理论重量交货者，需在合同中注明）：
钢研102合金钢管每米的理论重量（钢的密度为7.85kg/dm3）计算公式：
W=0.02466（D-S）S
式中：W--钢管每米理论重量，kg/m；
D--钢管的公称外径，mm；
S--钢管的公称壁厚，mm。
③保证条件
按现行标准的规定项目进行检验并保证符合标准的规定，称做保证条件。保证条件又分为：
A、基本保证条件（又称必保条件）。无论客户是否在合同中注明。均需按标准规定进行该项检验，并保证检验结果符合标准规定。
如化学成分、力学性能、尺寸偏差、表面质量以及探伤、水压实验或压扁或扩口等工艺性能实验，均属必保条件。
B、协议保证条件：标准中除基本保证条件外，尚有"根据需方要求，经供需双方协商，并在合同中注?quot;或"当需方要求……时，应在合同中注明"；还有的客户，天津合金钢管对标准中基本保证条件提出加严要求（如成分、力学性能、尺寸偏差等）或增检验项目（如钢管椭圆度、壁厚不均等）。上述条款及要求，在订货时，由供需双方协商，签署供货技术协议并在合同中注明。因此，这些条件又称为协议保证条件。有协议保证条件的产品，一般均要加价的。
④批
标准中的"批"是指一个检验单位，即检验批。若以交货单位组批，称交货批。当交货批量大时，一个交货批可包括几个检验批；当交货批量少时，一个检验批可分为几个交货批。
"批"的组成通常有下列规定（详见有关标准）：
A、每批应由同一牌号（钢级）、同一炉（罐）号或同一母炉号、同一规格和同一热处理制度（炉次）的钢管组成。
B、对于优质碳素钢结构管、流体管，可以不同炉（罐）的同一牌号、同一规格和同一热处理制度（炉次）的天津合金钢管组成。
C、焊接钢管每批应由同一牌号（钢级）、同一规格的钢管组成。
⑤优质钢和高级优质钢
在GB/T699-1999和GB/T3077-1999标准中，其牌号后面带有"A"字者，为高级优质钢，反之为一般优质钢。
高级优质钢在下列的部分或全部优于优质钢：
A、缩小成分含量范围；
B、减少有害元素（如硫、磷、铜）含量；
C、保证较高纯净度（要求非金属夹杂物含量少）；
D、保证较高力学性能和工艺性能。
⑥纵向和横向
标准中称纵向是指与加工方向平行（即顺加工方向）者；横向是指与加工方向垂直（加工方向即钢管轴向）。
做冲击功实验时，纵向试样的断口因与加工方向垂直。故称横向断口；横向试样的断口因与加工方向平行，故称纵向断口。

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钢研102合金钢管（12Cr2MoWVTiB） 是一种低合金贝氏体型耐热钢。主要采用钨钼复合固溶强。钒钛复合弥散强化和微量硼的硬化,在小于600 °C的工况下该钢具有优良的综合力学性能。
钢研102合金钢管（12Cr2MoWVTiB） 是一种低合金贝氏体型耐热钢,主要采用钨钼复合固溶强化,钒钛复合弥散强化和微量硼的硬化,在小于600　°C的工况下该钢具有优良的综合力学性能,抗氧化性能及组织
稳定性。该钢种在620　°C时热强性较好,甚至达到某些铬镍奥氏体钢的水平,但抗氧化性能急剧下降,其3　000　h 的单位面积增重为242　g/ m2 ,腐蚀率为0. 15　mm/ 年,故近年来有关资料中已将其高推荐使用温度由620　°C降为600　°C。
在使用状态下以铁素体组织为主的合金钢管。含铬量在11%~30%，具有体心立方晶体结构。这类钢一般不含镍，有时还含有少量的Mo、Ti、Nb等到元素，这类钢具导热系数大，膨胀系数小、抗氧化性好、抗应力腐蚀优良等特点，多用于制造耐大气、水蒸气、水及氧化性酸腐蚀的零部件。这类合金钢管存在塑性差、焊后塑性和耐蚀性明显降低等缺点，因而限制了它的应用。炉外精炼技术（AOD或VOD）的应用可使碳、氮等间隙元素大大降低，因此使这类钢获得广泛应用。
是奥氏体和铁素体组织各约占一半的合金钢管。在含C较低的情况下，Cr含量在18%~28%，Ni含量在3%~10%。有些钢还含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti，N等合金元素。该类钢兼有奥氏体和铁素体合金钢管的特点，与铁素体相比，塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，同时还保持有铁素体合金钢管的475℃脆性以及导热系数高，具有超塑性等特点。与奥氏体合金钢管相比，强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相合金钢管具有优良的耐孔蚀性能，也是一种节镍合金钢管。

无缝钢管材质：20G,20Cr，10CrMo910，12Cr2MoWVTiB（钢研102），15CrMo合金管，42CrMo，Cr5Mo，12Cr1MoV,10MoWVNb，STFA26，A335P11，A335P12,A335P22,X20CrMoV121,13CrMo44，SA106B,DZ40等。

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材质简介 别名：钢研102、R102、G102、钢102或102钢 12Cr2MoWVTiB（正确读法：12铬2钼钨钒钛硼）钢是我国上世纪60年代末至70年代中期自行研制成功的一种多元微合金化低合金贝氏体型耐热钢，由于各种合金元素的适当配合，使得该钢具有较高的热强性，并且其热强性能和使用温度均超过了国外同类钢种，因此，12Cr2MoWVTiB可用于锅炉过热管屏、再热器管以及主蒸汽管道的制造，其中过热管、再热管均称为蛇形管。 温度适用范围：壁温≤600℃（在强度计算考虑考氧化损失时，可用到620℃）的高压锅炉过热器管、再热器管及其他耐热部件。

1982年，上海锅炉厂和哈尔滨锅炉厂引进美国CE公司300MW和600MW亚临界控制循环锅炉制造技术时，美国CE公司同意用12Cr2MoWVTiB（钢102）钢管代TP347H和TP304H钢管制造300MW和600MW锅炉高温过热器和高温再热器。在过热器中，102钢管实际高使用的设计温度是580℃；在再热器中，102钢管实际高使用的设计温度是599℃。 在DL/T 715-2000中规定，12Cr2MoWVTiB钢主要用于壁温不高于600℃的过热器和再热器管；但在DL/T 715-2015中规定，其主要用于壁温不高于575℃的过热器管和再热器管。可见，2015版规定的使用温度上限较2000版的降低了25℃，这可能是考虑到该钢用于受热面管的蒸汽侧时会出现严重的氧化问题。 执行标准： GB/T 5310-2017 高压锅炉用无缝钢管.

12Cr2MoWVTiB化学成分 钢号 C Si Mn Cr Mo V 12Cr2MoWVTiB 0.08~0.15 0.45~0.75 0.45~0.65 1.60~2.10 0.50~0.65 0.28~0.42 Ti B W P S 0.08~0.18 0.002~0.008 0.30~0.55 ≤0.025 ≤0.015 三、12Cr2MoWVTiB力学性能 102钢是大容量火力发电机组用钢，要求必须具有良好的力学性能 钢号 拉伸强度(MPa) 屈服强度(MPa) 伸长率(%) 硬度 12Cr2MoWVTiB 540~735 ≥345 ≥18 --- 四、12Cr2MoWVTiB工艺性能 (1)锻造： 12Cr2MoWVTiB钢的轧（锻）开始温度为1150~1200℃，终止温度≥850℃，轧（锻）后堆冷。 (2)冷弯： 12Cr2MoWVTiB钢主要用于小口径钢管，一般说，钢管需进行冷弯，弯后不需要热处理。 (3)热处理工艺（按GB5310-2008标准） 正火加回火：正火温度：1020℃~1060℃，保温30min；回火温度：760℃~790℃，保温3h。正火组织为粒状贝氏体，正火+高温回火组织为回火贝氏体。 (4)焊接材料选用：12Cr2MoWVTiB钢可焊性尚好。可进行手工电弧焊、气焊碰焊、摩擦焊、钨极氩弧焊及等离子焊。手工电弧焊用R347焊条，气焊用H08Cr2MoVNb焊丝，与12Cr1MoV钢对接，用H08CrMoV或H08Cr2MoVNb焊丝。气焊时宜采用中性偏氧化火焰施焊，焊后应经1000~1030℃正火及760~780℃回火。厚度大于6mm手工电弧焊焊前应预热至250~300℃，焊后必须经760~780℃回火。碰焊后应加热到780℃，保温40分钟，然后炉冷至400℃以下出炉空冷。

【随机图片】
G102锅炉管-刘荣藻教授 刘荣藻教授在上世纪60年代提出了多元复合强化理论，在60年代末期研制成功G102（12Cr2MoWVTiB），在70年代研制成功G106（10Cr5MoWVTiB）。 刘荣藻教授的理论和G102的成功，美国V.K.Sikka教授非常崇拜，并且研发T91获得成功。 日本研制成功的T23（HCM2S，CC2199-3，6Cr2W2MoNbVNb）、欧洲研制成功的T24（CC2514，6Cr2Mo1VTiNb）都是G102的改型。

钢研102（12Cr2MoVWTiB）高压锅炉管的生产工艺钢研102（12Cr2MoVWTiB）是我国自行研制开发的高压锅炉管用钢。由于其具有较高的使用温度(≤620℃) 、良好的焊接性能及在高温下表现出的优良的力学性能、耐磨性及抗高温蠕变性能等, 现已成为我国20 万、30万kW火力发电机组的主力钢种, 被广泛的用在过热器和再热器上。

衡钢采用水平连铸的方式, 成功地开发出12Cr2MoVWTiB钢圆管坯, 并冷拔出成品, 实物完全达到GB5310高压锅炉用无缝钢管标准的要求。本文简要介绍了12Cr2MoVWTiB高压锅炉管的水平连铸和冷拔生产工艺。

一、钢研102炼钢生产工艺1.1 钢坯冶炼工艺：电炉冶炼 → 炉外精炼(EF+LF+VD) →水平连铸 (HCC)→管坯入库。1.2 连铸工艺参数：吊包温度1640±5℃；拉坯速度≤3.5m/min, 起铸速度0.45m/min,正常 2.3～2.5m/min；铸坯规格φ140 mm1.3 管坯质量:管坯表面没有明显的裂纹、缩孔等, 组织均匀, 中心疏松<2级, 非金属夹杂物为0.5级,低倍组织和非金属夹杂物分别符合GB226和GB10156标准规定。

二、钢研102高压锅炉管生产工艺

2.1 工艺流程管坯 → 检验修磨 → 加热 → 穿孔 → 轧管→ 中 间 库 → 表 面 检 查 → 投 料 → 打 头 →退火 → 酸洗 → 水洗 → 润滑 → 冷拔 → 成品热处理 → 矫直 → 切头尾 → 探伤 → 人工复检 → 包装→ 入库。-分类-分类

2.2 钢研102高压锅炉管尺寸技术要求：尺寸φ38 mm×4.5mm×8m上, φ38mm×4mm×8m上；标准GB5310高压锅炉用无缝钢管；性能φb=545~735MPa,σS≥345MPa,δ5≥18%-管材-管材

2.3 工艺参数

2.3.1 热轧参数由φ89连轧管机轧管提供毛管, 热轧工艺参数如下:管坯φ140 mm；加热温度1230～1260℃；毛管φ132×12mm；顶头φ96 mm；荒管φ109×5.5mm；芯棒φ95 mm；再加热温度950～1000℃；热轧成品φ63.5×5.5mm-分类-分类

2.3.2 冷拔工艺参数表1列出了φ38×4.5的冷拔工艺参数(拔φ38×4时将φ44×4.4改拔φ45×3.9)。

3.3 成品热处理工艺(按GB5310高压锅炉用无缝钢管)，

正火:1030±10℃,保温30min；回火:780±10℃ ,保温3h。为使钢管获得均匀、稳定的性能和光洁表面, 采用电加热氮气保护热处理。三、钢研102高压锅炉管关键技术(1) 该钢种热导率较低, 加热时热应力影响大, 适宜缓慢均匀加热。
(2) 该钢种合金含量较高, 表面的氧化物难溶于一般酸洗溶液 ( 即稀硫酸) 中, 在酸洗时添加适当的 NaCl , 可取得良好的效果。磷化时生成的磷化膜层薄, 对润滑剂的吸附能力差。采用二次润滑法 ( 即第一次润滑干燥后重新润滑) 可获得良好的润滑效果。
(3) 在冷加工过程塑性差, 变形应力较高,应及时消除, 避免应力集中引起裂纹或开裂,在过程热处理时要堆冷, 对成品正火前还应先低温预热处理。
(4)中间热处理的温度适宜, 不能太高,加热时间要充分, 使钢研102高压锅炉管完全软化, HB≤200时可继续冷加工。
4 检测结果
-管材-管材

4.1 化学成分：如表2所示,钢研102高压锅炉管的熔炼成分符合GB5310高压锅炉用无缝钢管标准规定, 主要元素如C等含量处于中间值,微量元素控制较好,尤其残余元素S、P含量低。-分类-分类

4.2 钢管尺寸精度：全部尺寸均符合规定要求, 外径D38 ±0.10mm , 壁厚偏差 ΔS≤ 0.5 mm 。山东金万福钢材有限公司提供新钢研102[12Cr2MoWTiB(R102)]合金钢管和无缝钢管