我国某核电站采用了俄罗斯的AES-91型核电机组。该核电站的总体设计方为俄罗斯，部分核岛和常规岛设计的分包方为中方，核岛部分俄罗斯原设计的设备和管道用不锈钢材料主要为08X18H10T钢。为了便于国内采购，在设计时选用了ASME SA-312中TP321钢替代俄罗斯标准中的08X18H10T钢。
表1 试验钢的化学成分（质量分数）%
|
牌号 |
C |
Mn |
P |
S |
Si |
Ni |
Cr |
Cu |
Ti |
N |
|
TP321 |
≤0.08 |
≤2.0 |
≤0.045 |
≤0.03 |
≤1.0 |
9.0～12.0 |
17.0～19.0 |
- |
5wc～0.7 |
≤0.10 |
|
08X18H10T |
≤0.08 |
≤1.5 |
≤0.035 |
≤0.02 |
≤0.8 |
10.0～11.0 |
17.0～19.0 |
≤0.3 |
5wc～0.6 |
≤0.05 |
|
TP321 （转化） |
≤0.08 |
≤1.5 |
≤0.035 |
≤0.02 |
≤0.8 |
10.0～11.0 |
17.0～19.0 |
≤0.3 |
5wc～0.7 |
≤0.05 |
从表1可知，转化TP321钢的化学成分中除钛的含量保留ASME SA-312规定外，其他元素指标均与08X18H10T钢的规定值保持一致。根据俄罗斯的设计要求，转化钢的拉伸性能应不低于08X18H10T钢的规定值。为了使国产TP321钢达到08X18H10T钢的性能要求，研究人员分析了国产TP321钢的化学成分、制造工艺以及热处理工艺对TP321钢室温和350℃高温拉伸性能、显微组织和晶粒度以及抗晶间腐蚀性能的影响，确定了合适的成分与工艺。
结果表明：调整后工艺是在TP321钢制造过程中增大坯料尺寸并在原有工艺的基础上增加一道冷轧、中间热处理和一道冷拔，然后在1100℃固溶保温11min；工艺调整后制备的TP321钢管室温抗拉强度可由原有工艺的540MPa提高到556MPa，350℃屈服强度由170MPa提高到250MPa，晶粒度达4.5级；通过控制TP321钢的化学成分使国产TP321钢的力学性能既满足ASME SA-312的规定，又达到08X18H10T钢的要求，实现核电站用核级不锈钢管的国产化（表2）。
表2 试验钢的拉伸性能
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牌号 |
外径/mm |
室温 |
350℃ |
||
|
RP0.2/MPa |
Rm/MPa |
A/% |
RP0.2/MPa |
||
|
08X18H10T |
≤76mm |
- |
≥549 |
37 |
196～343 |
|
＞76mm |
186～333 |
||||
|
TP321 |
- |
≥205 |
≥515 |
≥35/纵向 |
- |
|
≥25/横向 |
|||||
|
TP321（转化） |
≤76mm |
≥205 |
≥549 |
≥37 |
196～343 |
|
＞76mm |
186～333 |
||||
