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）%
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牌号
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C
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Mn
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P
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S
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Si
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Ni
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Cr
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Cu
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Ti
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N
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TP321
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≤0.08
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≤2.0
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≤0.045
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≤0.03
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≤1.0
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9.0～12.0
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17.0～19.0
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-
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5wc～0.7
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≤0.10
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08X18H10T
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≤0.08
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≤1.5
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≤0.035
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≤0.02
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≤0.8
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10.0～11.0
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17.0～19.0
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≤0.3
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5wc～0.6
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≤0.05
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TP321
（转化）
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≤0.08
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≤1.5
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≤0.035
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≤0.02
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≤0.8
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10.0～11.0
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17.0～19.0
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≤0.3
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5wc～0.7
|
≤0.05
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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
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外径/mm
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室温
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350℃
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RP0.2/MPa
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Rm/MPa
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A/%
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RP0.2/MPa
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08X18H10T
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≤76mm
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-
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≥549
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37
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196～343
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＞76mm
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186～333
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TP321
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-
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≥205
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≥515
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≥35/纵向
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-
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≥25/横向
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TP321（转化）
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≤76mm
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≥205
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≥549
|
≥37
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196～343
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＞76mm
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186～333
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