700℃超超临界机组用镍基高温合金的发展及其焊接研究进展

罗军，熊建坤，黄丽

（东方电气集团东方汽轮机有限公司，四川 德阳，618000）

0 前言

电力是支持人类经济和社会发展的基础能源，虽然已经可以将水能、风能、太阳能、地热能、生物质能等清洁能源转化为电能，但燃煤依然是世界电力的主要供应方式。然而，NOx、SOx、COx以及粉尘的大量排放使得燃煤发电对环境造成了严重污染[1]。已有研究表明在相同的排放量下，提高燃煤机组蒸汽参数可有效提升热效率值，因此如何提高燃煤机组蒸汽参数成了研究的焦点。20世纪末，欧美、日本等先进发电技术掌握者先后提出了蒸汽参数高达700℃/35 MPa[2]的超超临界燃煤机组研究计划。对机组高温部套的用材提出了更严苛的要求，特别是材料的高温强度、蠕变特性、抗氧化性等。因此高温材料是700℃机组发展的基础。本文综述了欧美、日本等针对700℃超超临界燃煤机组用镍基高温合金的发展及其焊接研究进展。

1 镍基高温合金的发展

700℃超超临界燃煤机组高温部套用材料主要由铁素体钢、奥氏体钢及镍基高温合金构成，其中镍基高温合金具有很高的蠕变强度，对于700℃及其以上温度而言镍基高温合金的综合性能优于铁素体钢和奥氏体钢。但镍基高温合金焊接性能、机械加工性能较差，且行业内缺乏高温条件下长期应用的经验。

欧洲AD700项目对617、740、263等合金进行了焊接性能和机械加工性能研究，并在100 MPa/750℃的条件下进行了持久强度及热疲劳性能研究[3]。对比分析后选择了617作为700℃机组中锅炉过热器、再热器、主蒸汽管道和集箱[4～5]等高温部套的用材。……