电站锅炉和汽轮机里，有一大批筒体类零件长期工作在高温、高压、带压力波动的工况下，比如锅炉集箱的筒体、蒸汽管道的筒节、汽水分离器壳体、汽轮机相关的缸体毛坯和阀壳筒体。这些零件温度从四百多摄氏度到六百摄氏度以上，压力从几个兆帕到二十几个兆帕，普通碳钢和普通合金钢在这种温度下会慢慢发生蠕变，强度随时间下降，壁厚再大一点，内壁和外壁的温度差又会带来热应力。所以这类高温筒体必须用耐热钢锻制厚壁筒毛坯，靠材料的高温强度和锻件的致密组织来保证电站机组长期安全运行。

  电站高温筒体的工程特点，是壁厚大、工况温度高、运行时间长。锅炉集箱筒体一方面承受内部蒸汽压力，另一方面上下壁温差和启停带来的热疲劳反复作用，壁厚方向还要保证足够的强度裕度。蒸汽管道筒节连接锅炉和汽轮机，长期输送高温高压蒸汽，焊缝和筒节本身都是高温受力关键部位。汽轮机缸体和阀壳筒体工作温度更高，还要承受启停温差和蒸汽冲蚀。这些零件的共同要求是：材料在工作温度下的持久强度和蠕变强度必须达标，锻件组织必须致密、没有超标缺陷，因为一旦高温下筒体开裂，检修难度极大、停机损失极高。正因为如此，高温筒体几乎都采用整体自由锻的厚壁筒毛坯，而不是卷焊结构，靠锻件的连续流线和均匀组织来保证长期高温服役的可靠性。

  耐热钢厚壁筒锻件的选材，主要按工作温度分级。温度在四百五十摄氏度左右、压力中等的场合，15CrMo 是珠光体耐热钢的基础牌号，含铬约 1%、含钼约 0.5%，正火加回火后有不错的高温强度，用于中温段的集箱筒体和管道筒节。温度到五百到五百五十摄氏度区间，普遍选用 12Cr1MoV，这是在铬钼钢基础上加了钒，碳氮化物析出强化，持久强度比 15CrMo 上一个台阶，是国内电站锅炉集箱和主蒸汽管道的经典材质。温度再往上到五百八十到六百摄氏度、超临界和超超临界机组的场合，15CrMo 和 12Cr1MoV 就不够用了，要上 P91、P92 这类 9% 铬级马氏体耐热钢，P91 含铬 9%、含钼 1%、加钒铌氮强化，P92 在 P91 基础上用钨代部分钼，高温蠕变强度更高，是新一代超临界机组主蒸汽管道和集箱的主力钢种。选材时按机组参数、设计温度和设计规范把钢种锁定，不同温度段的钢种不能随意互换。

  耐热钢厚壁筒锻件和普通调质钢厚壁筒，性能考核的侧重点完全不同。普通调质钢看常温的抗拉、屈服和冲击，耐热钢筒体在设计上主要看两个指标：蠕变极限和持久强度。蠕变是指材料在长期恒定温度和恒定应力下，塑性变形随时间缓慢增长的现象，电站筒体虽然名义上应力不高，但工作几万小时后，蠕变变形累积起来会让筒体胀径、壁厚减薄。持久强度是材料在指定温度下、经过指定时间能承受的断裂应力，电站设计规范一般以十万小时持久强度作为选材和壁厚计算的依据。正因为考核的是时间维度上的强度，耐热钢筒体对金相组织和晶粒度很敏感，锻造工艺不当、热处理不到位，都会让长期高温性能打折扣。这也是为什么耐热钢厚壁筒必须由有成熟工艺的锻件厂生产，而不是简单把普通合金钢筒换个钢号。

  耐热钢厚壁筒锻后的热处理，主流是正火加回火。15CrMo、12Cr1MoV 这类珠光体钢，正火得到细片状组织，高温回火让碳化物均匀析出，组织稳定后再投入高温服役，避免运行中组织转变带来性能波动。P91、P92 这类马氏体钢，正火温度更高，得到淬火马氏体，再经高温回火析出弥散的碳氮化物，形成回火马氏体组织，才具备设计要求的高温强度。热处理后还要做金相检验，检查晶粒度、铁素体含量和碳化物形态，配合常温力学性能和布氏硬度一起验收。锻件出厂前按 NB/T 47013 做超声探伤，按 NB/T 47008 核对材质证明，关键件还会要求做布氏硬度逐件检测，保证同一批次筒体的高温性能一致性。

  耐热钢厚壁筒是电站主机配套里技术门槛较高的一类锻件，材质、热处理和探伤三者缺一不可。山西永鑫生重工股份有限公司地处山西忻州定襄县，拥有 3/5 吨锻锤到 15000 吨自由锻水压机的装备链，可承接 15CrMo、12Cr1MoV、P91 等耐热钢厚壁筒锻件的来图定制，正火回火和粗加工配套完成，材质报告与探伤结果随货交付。