102钢的组织、性能特征及极限使用温度

钢号为12Cr2MoWVTiB，该钢为我国研制成功的。现日本住友也可生产此钢种；不过成分作了些调整，铬含量由1.6%~2.1%调整到1.8%-2.1%，对硼含量的下限提出了要求，即由硼含量小于或等于0.008%改为0.003%~0.008%，且其正火温度也提高在1030~1060℃之间，主要是保证102钢中合金元素得以充分固熔，更有利于102钢热强性能的提高。

102钢的显微组织基本上是四种类型：①马氏体或马氏体加少量贝氏体（油淬），水淬形成板条马氏体。②贝氏体（正火）或贝氏体加铁素体（冷却速度很慢）。③铁素体加碳化物（退火状态）。④贝氏体加铁素体，铁素体形态不同于先析铁素体。

102钢对正火冷却速度及正火、回火的温度比较敏感，由于合金元素量较多，其Ac1~Ac3温度范围宽且变化较大，因此不当的热处理可能会得到各种不同的组织和性能。

正火温度偏低时，经回火后晶粒很细碎，呈不规则多边形，晶粒内没有板条状结构。此类组织经长期使用后，由于固熔效果差，所以弥散析出的碳化物很不均匀，一些晶粒内析出量很少，而另一些晶粒内却很多。

由于102钢奥氏体温度不同，形成贝氏体晶粒度也不同，贝氏体组织的形态也有明显区别。细晶贝氏体板条方向性不很明显，特别是经过高温回火后，很容易误判为铁素体。粗晶贝氏体一般都有明显的方向性，经高温回火后在原奥氏体晶粒内呈现有一定方向的条纹花样。国内目前使用的102钢组织大多数为混晶组织，晶粒级差可大于3级。

102钢的理想组织为完全的贝氏体组织，在使用一段时间后，会出现回火贝氏体特征逐渐消失，碳化物析出并聚集长大。有很多电厂及研究院（所）均以碳化物颗粒直径作为判废依据，实践证明是可行的。

102钢性能特征：①102钢在长期使用后会呈脆性趋势，塑性逐渐降低。与12Cr1MoV、10CrMo910钢不同，其爆口周边的蠕胀量偏小。②其化学性能与持久性能匹配不好，就102钢的持久性能而言，甚至在620℃下，是优越的，但由于其抗氧化性能的不足，最终导致其寿命降低。

使用温度：各方意见不太统一，102钢主要用于过热器和再热器管，钢厂认为可用到620℃，设计单位认为610℃左右。根据实际运行经验，以105h寿命考虑，直管段管壁温度应小于600℃，弯管管壁温度应小于590℃。