347H不锈钢
347H不锈钢(UNS S34709)是铌稳定化347不锈钢的高碳粗晶粒版本。它专为550°C以上锅炉和压力容器的长期蠕变应用而设计。其强制性最低含碳量为0.04%,晶粒度标准要求NO.7或更粗,这使其在高温设计方面与标准347不锈钢有所区别。
1. 化学成分
表格显示了347H元素的含量范围。碳含量和铌碳比控制着固溶退火后的晶粒粗化和蠕变性能。
| 材质 | C | Mn | P | S | Si | Cr | Ni | Mo | Ohter |
| TP347H | 0.04-0.10 | ≤ 2.00 | ≤ 0.045 | ≤ 0.030 | ≤ 1.00 | 17.00-19.00 | 9.00-13.00 | — | 铌Nb:8xC-1.0 |
注意:碳含量范围为 0.04-0.10% 是有意为之;ASTM A213 要求 347H 的晶粒尺寸为 No. 7 或更粗,以验证高温允许应力值。
2. 机械性能
这些最低机械性能要求适用于固溶退火状态下的347H钢。在高于550°C的温度下,ASME允许应力超过了347的允许应力。
| 材质 | 条件 | 最小抗拉强度,ksi(MPa) | 最小屈服强度,ksi(MPa) | 最小伸长率,% | 热处理温度 | 硬度 |
| TP347H | 退火 | 515(75) | 205(30) | 35 | 最低温度 1100°C (2000°F) | HBW ≤ 201 HRB ≤ 92 |
注:347H 的高温蠕变断裂数据显示,在 600-800°C 时,其性能明显优于标准 347,这已在 ASME part.ii D 部分应力表中得到验证。
3. 近似牌号
此表列出了 347H 的国际不同标准体系下的近似牌号,以便设计工程师和采购团队能够在全球供应链中找到经批准的替代品。
| 材质 | UNS牌号 | 国标 | JIS | ISO | DIN/EN | GOST | |
| ICS | NEW | ||||||
| 347H | S34709 | S34779 | 07Cr18Ni11Nb | SUS347H | X6CrNiNb18-10 | 1.4961 | 08X18H12Б |
*DIN 1.4550 涵盖了铌稳定化的基本成分;H 级晶粒尺寸和碳含量最低值由 ASTM/ASME 标准定义。
4. 主要技术优势
- 针对蠕变控制设计进行了优化:通过提高碳含量和高温固溶退火,可形成强制性的粗晶粒结构(ASTM 7 号或更粗),从而在 550°C 以上的持续载荷下,具有优异的抗蠕变变形和抗应力断裂性能。
- 高温下更高的ASME许用应力:ASME第一卷和第八卷第一分册规定,在高于550°C的工作温度下,347H钢的许用应力值高于标准347钢。这使得锅炉和炼油厂应用中的压力部件可以设计得更轻。
- 铌稳定化结合高碳含量:与未稳定化的H级不锈钢(例如304H或316H)不同,347H中添加铌可防止加工过程中发生敏化,而高碳含量则可形成蠕变性能所需的粗晶粒。未稳定化的不锈钢无法同时具备这两种优势。
- 技术说明:347H钢的轧制测试报告必须确认其碳含量(0.04-0.10%)和晶粒尺寸(ASTM 7号或更粗)。不符合高温ASME规范晶粒尺寸要求的材料将被视为不合格。为确保符合要求,应规定在至少1065°C下进行固溶退火处理。
5. 通用制造标准
ASTM A213:无缝铁素体和奥氏体合金钢锅炉、过热器和换热器管的标准规范——TP347H,其晶粒尺寸按规范中的表格规定。
ASTM A312:无缝、焊接和重冷加工奥氏体不锈钢管的标准规范——TP347H 牌号。
ASTM A269:通用无缝和焊接奥氏体不锈钢管的标准规范——347H适用。
ASTM A249:焊接奥氏体钢锅炉、过热器、换热器和冷凝器管的标准规范——TP347H适用于高温工况。
DIN EN 10216-5:用于压力用途的无缝钢管——不锈钢(1.4550 基本成分;晶粒尺寸符合 ASTM H 级标准)。
JIS G3463:不锈钢锅炉和换热器管——SUS347HTB 型号。
GB/T 13296:锅炉及换热器用无缝不锈钢管——牌号 06Cr18Ni11Nb。
GOST 9940 / 9941:无缝不锈钢管 — 08X18H12Б 等效应用。
制造标准对比表:
| 标准 | 美国材料与试验协会(ASTM) | EN/DIN | JIS | 国标 | GOST |
| 无缝锅炉管 | A213 TP347H | EN 10216-5 (1.4550) | G3463 SUS347HTB | GB/T 13296 | GOST 9941 |
| 无缝管 | A312 TP347H | EN 10216-5 (1.4550) | G3459 SUS347H | GB/T 14976 | GOST 9940 |
| 焊接锅炉管 | A249 TP347H | EN 10217-7 (1.4550) | G3463 SUS347H | GB/T 12771 | — |
6. 主要应用
- 发电站锅炉过热器管:用于超临界和超超临界锅炉的高压蒸汽,其中 347H 的高温允许应力允许采用比标准 347 更薄的管壁设计。
- 石油炼厂加热盘管:大气蒸馏、真空蒸馏和催化重整炉中在 600-800°C 下连续运行的辐射段和对流段管。
- 余热回收蒸汽发生器(HRSG):联合循环发电厂中的过热器和再热器模块,其中管材必须能够承受快速的热瞬变,而不会发生蠕变或敏化损伤。
- 烃加工输送管线:延迟焦化和粘度裂化装置中反应器和分馏器之间的高温输送管线,需要铌稳定材料以抵抗渗碳。
- 高温压力容器:硫磺回收和热氧化装置中的 ASME 规范第八部分容器,其中 347H 的晶粒尺寸相关许用应力优化了压力容器壁厚计算。
