650℃ USC机组是一个庞大、复杂、系统的工程，其发展进程面临诸多关键技术问题的挑战，其中材料技术首当其冲，急需开发出能够在高温高压蒸汽环境下仍然具有足够高温强度和抗氧化腐蚀性能的高温材料。尤其是USC机组中的大口径锅炉管道，工作条件复杂、环境恶劣，对材料的高温强度和抗氧化腐蚀性能要求更为苛刻，这类材料的研发是发展USC燃煤发电技术亟待解决的关键问题，已成为制约我国USC机组建设与发展的瓶颈要素[6,7]。目前有望在650℃ USC机组使用的耐热钢主要有(9%~12%)Cr (质量分数)马氏体耐热钢、奥氏体耐热钢和镍基高温合金[8,9]。奥氏体耐热钢，比如NF709 (20Cr25Ni1.5MoNbTi)[10]、HR3C (25Cr20NiNbN)[11]等，虽具有良好的抗高温腐蚀性能，但热传导系数低、热膨胀系数大，只能用于制备小口径锅炉。镍基合金虽然高温强度明显优于耐热钢，但热加工性较差且生产成本高，难以大范围应用。(9%~12%)Cr马氏体耐热钢相比其他耐热钢具有成本低、热膨胀系数小、热稳定性好以及良好的抗氧化性能和抗疲劳性能等优点[12~15]，最具经济性和实用性，也是目前应用最广的耐热钢。基于此，钢铁研究总院在600℃ USC机组大口径锅炉使用的P92钢的基础上，通过调整优化合金元素比例，开发了一种新型的马氏体耐热钢——G115。G115钢在620~650℃具有优异的力学性能，特别是在650℃下，G115钢的蠕变持久强度是P92钢的1.5倍[5,16]，也高于日本同类的MARBN和SAVE12AD钢[17]。2018年《电站用新型马氏体耐热钢G115无缝钢管》行业标准正式公布，同年G115钢被纳入到国家工信部《重点新材料首批次应用示范指导目录》，标志着G115钢成为650℃超超临界火电站锅炉用钢最优候选材料之一。