十三 火SUS310JITB（HR3C）钢管
1 简介
HR3C（火SUS310JITB）是日本住友金属在ASME SA-213TP310型钢基础上加入较多的Nb和N而研制开发出的新型改良奥氏体不锈钢，已经纳入日本MITI规范，牌号定为“火SUS310JITB”，经ASME Code Case 2115-1确认，列入ASME SA- 213，定名为TP310HCbN。由于在该钢中加入了很多的Cr、Ni、，该钢的抗拉强度高于常规的18-8不锈钢，持久强度和许用应力远高于常规的18-8不锈钢以及TP310钢，高温耐热蚀抗力大大优于含Cr较少的钢，且抗蒸汽氧化性能极优。
2 用途
主要用于制造超临界压力参数的大型发电锅炉或循环流化床锅炉的温度不超过700℃的高温过热器、高温再热器、屏式过热器的高温段以及各种耐高温、高压或高硫或高氯环境腐蚀的管件等。日本Electric Power Development Co. Wakamatsu/PFBC 的71MW炉的再热器和过热器上应用此钢，出口温度均为593℃。此外，也在英国的National Power West Burton的500MW、美国Tennessee Valley Authority Gallatin的300MW、South Carolina Electric & Gas AM Williams的560MW的再热器和过热器上应用。我公司分包的日本MIE工程中的循环流化床的末级过热器也应用此钢。
3 技术要求及试验数据
3.1 化学成分（%）
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规范
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C
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Mn
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Si
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P
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S
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Cr
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Ni
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Nb注
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N
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ASME code case 2115-1或HR3C
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0.04-0.10
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≤2.00
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≤0.75
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≤0.030
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≤0.030
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24.0-26.0
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17.0-23.00
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0.20-0.60
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0.15-0.35
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ASME SA213- TP310HCbN
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0.04-0.10
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≤2.00
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≤0.75
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≤0.030
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≤0.030
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24.0-26.0
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17.0-23.00
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0.20-0.60
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0.15-0.35
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注：ASME SA213中的TP310HCbN的为Nb+Ta=0.20-0.60%，其余元素含量完全相同。
3.2 金相组织
火SUS310JITB钢管的供货状态为固溶处理。经最终的固溶处理（最低固溶处理温度1100℃）的热处理后，金相组织应为单一的过饱和奥氏体组织，晶粒度应为7级或更粗。
3.3 力学性能
室温力学性能
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规范
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拉伸性能（纵向）
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硬度HB（HRB）
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σs(MPa)
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σb(MPa)
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δ(%)
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ASME code case 2115-1
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≥295
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≥655
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≥30
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≤256（100）
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注1：表中的延伸率数据均按ASME 数据采用SA370中标距50mm试样（对纵条试验壁厚小于8mm，每减小0.8mm时，从基本最小伸长率可减小的百分值为1.5%）
3.4 持久强度σ （MPa）
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规范
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565℃
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593℃
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621℃
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649℃
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677℃
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704℃
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732℃
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ASME code case 2115-1
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78
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58.6
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44
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注：ASME code case 2115-1没有直接的数据，是由许用应力转换而来
3.5 许用应力σ（MPa）
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温度℃
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510
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525
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550
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575
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600
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625
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650
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675
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700
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732
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σ[注]
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116.1
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115.2
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113.6
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112.0
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106.6
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90.3
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69.0
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53.6
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41.2
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29.6
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注：ASME code case2115-1数值的内插数据
3.6 抗氧化性及抗腐蚀性能
火SUS310JITB在650、700℃蒸汽抗氧化试验表明：其蒸汽抗氧化性极其优异，大大优于TP347H和17-14CuMo钢管；相同条件下的氧化腐蚀深度分别约为后二者的15和8%左右，如经在650℃、42839小时的蒸汽抗氧化试验，该钢未见氧化层，而TP347H经650℃、10000小时和17-14CuMo经650℃、9000小时的剥落氧化层深度分别达到0.1mm和0.2mm;
该钢在灰、汽环境中的高温耐腐蚀抗力试验结果证实：其高温耐腐蚀抗力大大优于含Cr较少的钢管，如经在650℃、42839小时的高温耐蚀试验，该钢几乎未见被腐蚀深度，而TP347H和17-14CuMo的被腐蚀深度分别为0.1mm和0.3mm。
4 工艺资料
4.1 热处理
火SUS310JITB钢管的供货状态为固溶处理，最低固溶处理温度为1100℃。
4.2 焊接
该钢有良好的焊接性能，热裂敏感性试验证实：其热裂敏感性与TP347H相同。可采用气体保护钨极电弧焊（GTAW）或药皮焊条电弧焊（SMAW）；相应的填充材料分别为SFA-5.14级ERNiCr-3和SFA-5.11级 ENiCrFe-2。对GTAW，资料推荐采用由日本SUMKIN WELDING INDUSTRIES供货的、与HRC3钢相配的焊材#T-HRC3；资料专门对此钢的焊缝以及焊接材料进行了研究，以保证焊缝金属的持久强度与母材相近。对环形焊缝，压力界焊的最大管子外径有所限制，不应超过89mm。焊后热处理不是必须进行，但若其应用于高氯化物环境，如废危物焚烧炉，则推荐采用焊后热处理（最低处理温度为1175℃/保温15-30分钟），以防止应力腐蚀开裂现象的发生。
与异种钢焊接：
A）与T91，填充材料ERNiCr3、预热/层温（200-300℃）和焊后热处理（730-750℃，30分钟、空冷）；
4.3 弯管
4.3.1 冷弯
该钢冷变形后对持久强度有负面影响。故对弯心半径不大于2.5DR的弯曲变形（或虽弯
曲半径较大，但有较大的拉伸残余应力）后，推荐采用弯后热处理；若其应用于高氯化物环境，如废危物焚烧炉，所有弯管均须热处理。规范与焊后热处理相同。
4.3.2 热弯
除非热加工温度控制在1175-1230℃，否则须进行重新固溶处理，以恢复其正常的持久强度性能。
