由中国金属学会（CSM）和美国矿物、金属和材料学会（TMS）联合举办的“第一届能源材料国际会议”（Energy Materials 2014）于2014年11月4－6日在陕西省西安市召开，来自美国、日本、意大利、巴西、加拿大、澳大利亚、英国、瑞典、韩国、印度、德国、荷兰、比利时、中国等21个国家及地区的300余名专家、学者和科技人员汇聚一堂。会议共收到论文摘要200余篇，经过大会技术委员会专家的严格评审，113篇英文全文发表在了由TMS出版的会议文集中，会议共安排交流了141篇学术论文，其中121篇文章在会上进行了宣讲交流，20篇文章安排了墙报交流。

本次会议共设5个分会场，主题分别为：超超临界燃煤发电、燃气轮机、核电、石油天然气储运等能源工程所涉及的材料问题。

在煤基系统用材领域，是此次会议来自国内外人数最多、提交报告最多的分会场，其中包括来自中国工程院的翁宇庆院士、钢铁研究总院刘正东教授、美国弗吉尼亚大学的刘兴博教授、日本国立材料研究院的ABE和TODA教授、电力规划研究院的崔占忠总工、美国EPRI的Parker和John和Special Metal公司的Debardillo、英国Goodwin公司的S. Roberts、瑞典Sa↑ndvik的柴国才教授、印度国家冶金实验室的J. Swaminathan、韩国Sungkyunkwan大学的J.IL YOUN以及来自国内的中科院金属所、北京科技大学、西安交通大学、宝山钢铁集团、上海锅炉厂、上海成套院、西安热工院等科研、生产、制造单位，大会特邀报告和一般报告共有32篇。

翁院士作大会特邀报告介绍了中国700℃火电机组参数选择、候选材料，特别就G115和CN617工业试制国产化工作进行了详细介绍，目前G115和CN617大管制造工作进展顺利。电力规划总院的崔占忠总工介绍了中国电力工业发展的现状，中国700℃超超临界燃煤发电创新联盟的组成及分工、中国700℃机组研究现状、中国700℃超超临界示范机组建立计划表等，两个特邀报告从不同侧面详细介绍了中国700℃机组研究进展，彰显中国建立700℃火电机组的决心。

印度国家冶金实验室J. Swaminathan教授介绍了B元素对P91钢的蠕变行为和600～650℃温度范围内的焊接性能的影响。研究结果表明：B元素能有效抑制P91钢中M23C6型碳化物的粗化，提高析出相形核率，降低析出相尺寸，有利P91钢的蠕变性能的提高。相比P91钢，P91B钢焊缝组织更均匀，FCHAZ和ICHAZ性能更均匀。

日本国家材料科学研究所(NIMS)Y. TODA教授介绍了一种新型析出强化型15Cr铁素体耐热钢的最新进展。Y. TODA教授及其合作者研究得出铁素体基体自身具有良好的蠕变性能，而没有必要用回火马氏体强化蠕变性能，15Cr铁素体钢是一种Laves相沉淀强化耐热钢，650℃和700℃10万小时持久外推强度分别能达到130MPa和70MPa，同时15Cr铁素体耐热钢由于Cr含量较高具有较好的防腐蚀性能。

上海发电设备成套设计研究院的马云海教授介绍了喷丸处理对Super304H蒸汽管道抗氧化性的影响。研究表明：喷丸处理是提高Super304H蒸汽管道抗蒸汽氧的有效途径，喷丸处理后能使Super304H蒸汽管道表面产生大量的晶界和亚晶界，提高Cr的扩散，从而在表面形成一种单层的富Cr氧化层，其氧化层厚度能达到未经喷丸处理的1/30，提高蒸汽管道的抗腐蚀性能。

日本国家材料科学研究所(NIMS)的Abe教授介绍了用于650℃先进超超临界锅炉材料9Cr-bo↑ron马氏体钢合金化设计。9Cr含B钢(MARBN)依靠B和含N的MX相强化，钢中含有120～150ppm的B元素与60～90ppm的N元素。B和细小的VN能提高钢的蠕变性能，B在晶界偏聚，能抑制晶界M23C6型碳化物粗化，650℃时，焊接接头基本不会出现第四类裂纹。介绍了在9Cr-bo↑ron马氏体钢表面形成Cr₂O₃防护层的方式：①在Ar气氛中进行预氧化处理；②预氧化处理后进行Cr喷丸处理；③通过高超音速燃油喷射(HVOF)和大气等离子喷涂(APS)方式添加Ni-Cr合金涂层，通过上述方式能在钢表面形成非常薄的富Cr抗氧化层。同时MARBN在欧洲各国已经开始展开大量研究。

西弗吉尼亚大学机械与航空工程学院刘兴博博士介绍了In740合金在不同锅炉环境中抗煤灰腐蚀性能。研究指出，煤灰腐蚀一般发生于过热管和再热管，在管壁上会形成熔融的碱铁硫酸盐((Na, K)₃Fe(SO₄)₃)，对管壁造成腐蚀。煤灰热腐蚀可分为氧化和硫化(又分外部硫化和内部硫化)两个阶段。提出了一种新型的自供电无线高温电化学传感器具有良好的灵敏性和在商业应用中的可靠性。

北京科技大学的李明扬介绍了In740H的焊接性能的最新研究进展。研究结果表明：当熔池流动性能较差时，很容易在In740H的焊接接头形成凝固收缩和气孔，而熔池的流动性能与焊接材料的焊接过程和化学组成有密切关系。通过计算表明，In740H焊丝的力学性能和物理性能的改善对焊接有一定的好处。

上海锅炉厂的王崇斌介绍了应用于700℃参数条件下，超超临界锅炉过热管材料研究的最新进展。研究结果表明：T92、Super304H、Sanicro25、617mod和740H等材料都能满足700℃超超临界锅炉过热管的设计与制造。采用Sanicro25替代TP310HCBN作为过热管材料，能够获得更薄壁厚，其中Sanicro25或HR6W可以应用于650～700℃参数条件下的过热管，617mod能够适用于700℃参数，而740H能够满足750℃参数条件下的过热管的设计与制造。

北京科技大学谢锡善教授介绍了超超临界电站中采用的奥氏体钢和镍基合金在600～700℃长期时效下的组织稳定性的最新进展。研究结果表明：先进奥氏体钢（TP347H，SUPER304H和HR3C）在600℃超超临界机组运行后的组织稳定性都进行了详细研究，所有这些耐热钢能在中国制造生产。中国已经开始了应用于700℃先进超超临界机组材料的研究，如Nimonic80A，Waspaloy和Inconel740/740H合金。Nimonic80A在600℃ USC蒸汽轮机中作为叶片材料已经成功的应用，并在600℃甚至700℃时具有良好的组织稳定性，今后仍然有可能作为700℃的参数的候选叶片材料。Waspaloy合金具有良好的组织稳定性和持久性能，也能够作为700℃的参数的汽轮机组材料。Inconel740H显示出良好的组织稳定性，相比740而言，长期时效过程中没有η相和G相形成，韧性也有较大的改善。同时Inconel740H在700℃10万小时持久强度大于100MPa，氧化腐蚀性能也符合要求，是先进超超临界机组中比较优秀的候选材料。

上海发电设备成套设计研究院的福瑞介绍了长期时效过程中Haynes 282合金微观组织的演变研究进展。研究结果表明：计算结果显示Haynes 282合金中析出相主要为g、g¢、μ、M6C和M23C6以及微量的MC和M3B2相。760℃条件下，时效10000h，合金中g¢粗化并不明显。700℃条件下，时效10000h后，并没有发现新的析出相，而当时效温度为760℃与800℃时，时效3000h后，合金中就发现有块状的富Ti碳化物和针状富Mo的μ相析出。

来自美国Special Metals公司的J.de Barbadillo 教授介绍了740H合金组件制造业的发展情况。依次介绍了：（1）740H合金的发展历程及其冶金学基础；（2）铸锭产品和大、小直径管的生产制造，以及大、小直径管的拉伸性能和蠕变性能；（3）基材以及焊材在长时时效过程中的的组织稳定性和韧性；（4）小直径管的冷弯及成型；（5）焊颈法兰锻件的试制与性能；（6）740H的焊接性能综述并介绍了740H仿制装配头的焊接及异种金属焊接。并提出材料在溶解处理条件下的焊接工艺与评定是必需的，焊接修复协议是必要的，全面了解应力松弛也是必要的，以及在循环加载情况下基材与焊缝的损伤容限需要得到表征。

来自英国Goodwin钢铸件有限公司的S. Roberts教授介绍了用于700℃机组的大型镍合金蜗轮铸件的进展。首先介绍了世界主要国家和地区的汽轮机组发展以及镍合金在700℃及以上汽轮机机组中的应用，指出了目前只有像625和617等固溶强化型合金被证实可用于700℃参数左右全尺寸示范铸件，而依靠时效过程中沉淀析出的γ↑＇相和（或）γ↑＇↑＇相强化的沉淀强化型合金最有可能适用于750℃及以上机组。并提出由于镍合金的凝固特性与传统的钢不同，用于预测工具的材料数据集的精确值不能被估算，故成功生产大型先进镍合金铸件比生产同尺寸的大型钢铸件在技术、专业流程以及认识上更需要重大突破。讨论了目前生产大型先进合金部件的一些问题，概述了目前为克服这些问题取得的一些进展，并详述了用于700℃和750℃机组的铸造合金的进展。

来自西安热工院的李季（周荣灿）博士介绍了热处理对冷作740H小径蒸汽管的组织与性能的影响。介绍了预时效处理对740H的组织、硬度、强度以及蠕变性能的影响，得出以下结论：①在850～1010℃的预时效处理过程中碳化物沿晶界析出，γ↑＇被抑制；②随时效温度增加，合金的硬度和强度降低；③具有11%应变的材料常规热处理后的蠕变寿命低于无应变材料，冷作和最终时效前的预时效处理可以恢复合金的蠕变性能。

来自中科院金属所的郝宪朝博士介绍了用于先进超超临界燃火电站的一种新型镍基合金（Ni-Cr-Fe-W-Al alloy）的组织与力学性能的稳定性。介绍了该合金的显微组织、力学性能以及热力学模拟计算，分析结果有以下几点：①合金试样在固溶处理条件下呈现出等轴晶结构，平均晶粒尺寸为ASTM3；②标准热处理后的主要析出相为M23C6和γ↑＇相，γ↑＇相平均尺寸以及体积分数分别约23nm和15%；③固溶处理后的合金试样表现出优良的拉伸强度和韧性；④经760℃时效后室温拉伸强度显著增加，断后延伸率和断面收缩率降低；⑤在700～800℃下时效1000h，合金表现出很高的冲击性能；⑥应力破坏试验结果显示该合金在700～750℃具有很高的应力断裂强度。

来自瑞典山特维克公司/林雪平大学的柴国才教授介绍了用于整体煤气化联合循环发电厂和先进超超临界发电厂的先进耐热材料的当前发展情况。其介绍主要集中在两种类型材料：①用于超超临界锅炉的先进奥氏体耐热不锈钢的最新发展；②一种用于煤气化过程的对流合成气冷却器的复合管和火管锅炉的反向复合管的材料。

来自钢铁研究总院的包汉生博士介绍了奥氏体耐热钢25Cr-20Ni-3CuNbN中的W元素的相关研究工作。介绍了不同W含量（1.8%～3.8%）对试验钢的组织与力学性能的影响，研究结果表明W含量会影响Laves相的析出和蠕变持久强度。

来自巴西矿业公司的Mariana Perez de Oliveira介绍了用于火力发电厂的含铌奥氏体不锈钢的最新进展。首先介绍了中国火力发电厂的基本情况以及未来规划；其次介绍了经过过去几年工业领域和学术领域的共同努力，对用于加热管和再热管的含铌奥氏体不锈钢的研究进展，包括机制探索、成分优化和性能提升等方面。详细研究了Nb在TP347H、Super304和HR3C等耐热不锈钢中的作用：弥散分布于基体中的纳米尺寸的MX和NbCrN可阻碍位错运动、提高沉淀强化作用和抗蠕变能力，可改善合金的高温性能。

来自西安交通大学的赵钦新博士介绍了奥氏体耐热钢Super304H和10Cr18Ni9Cu3NbN在模拟的和真实的燃气环境中的高温腐蚀行为的相关研究工作。在模拟条件下Super304H和10Cr18Ni9Cu3NbN表现出了不同的耐蚀性能；介绍了高温腐蚀的机制：熔融的合成碱性硫酸铁腐蚀、高温氧化和硫化，金属的腐蚀速率可能受金属的硫化控制；提出高温范围内的表皮剥落机制主要与温度波动和多个腐蚀层具有不同的热膨胀系数有关。

来自宝钢股份有限公司的王志宇介绍了热时效对S31254力学性能和腐蚀性能的影响。研究了S31254在650℃和900℃等温时效处理6小时的显微组织、冲击性能和耐蚀性能，发现：①在650℃等温时效过程中显微组织、冲击性能以及抗点蚀性能基本稳定，而抗晶间腐蚀性能先下降后复原；②在900℃等温时效过程中高温析出相的数量逐渐增加，晶内和晶界上均析出σ（χ）相，冲击性能和抗点蚀性能恶化，抗晶间腐蚀性能短期内急剧下降但随后又快速恢复到固溶态水平。

来自日本国家材料科学研究所/西安热工院的Yan Jingbo介绍了用于700℃超超临界再热管的铸造铁镍基超合金的相关研究。介绍了700℃超超临界锅炉的工作条件及对材料性能的要求，指出目前再热管材料的评估主要集中在镍基锻造合金（740H、CCA617等）和铁镍基锻造合金（HR6W、GH2984等）；而且一些具有较高持久强度以及优良组织稳定性的镍基锻造合金可满足750℃级别超超临界锅炉的再热管的使用要求，但是其高成本以及加工难性限制了其应用；经比较，铁镍基锻造超合金成本低且易加工，但是其高温强度、组织稳定性和耐蚀性不能满足再热管的使用要求，相比之下，更低成本以及制备工艺简单的铸造铁镍基超合金已广泛应用于高温低应力领域；讨论并评估了一些用于750℃级超超临界锅炉再热管的改进型铁镍基超合金。

来自上海发电设备成套设计研究院的林富生博士介绍了中国700℃超超临界发电厂的材料选择与设计。介绍了镍基合金在世界范围内已经被选为700℃超超临界发电厂的许多高温部件用材，包括高温过热器和再热管、锅炉头部、主蒸汽和再热蒸汽管道、中高压内缸和涡轮转子；而材料的高成本以及制造困难导致了高造价的超超临界发电厂的经济性前景堪忧；提出良好的经济动力需要将超超临界发电厂投入商业操作，否则即便其技术上足够先进也将不会推行使用；指出超超临界发电厂的良好的经济性取决于扣除电厂建设和运营成本后通过提升发电效率来获得的更高的经济效益；建议在中国发展超超临界发电厂应基于现状以及材料研究人员和电厂设计制造人员之间的紧密合作，这样才能选择适用且经济的材料，可以通过改善结构和优化设计减少一些组件对材料性能的要求。

以上报告涉及内容包括9Cr/12Cr材料、G115、CN617、740H、282、Sanicro25等材料的国内外研发、生产制造的最新动态。