[發明專利]一種超超臨界鋼的正火熱處理工藝

有效

• 申請號: 200810228023.2
• 申請日: 2008-10-10
• 公開（公告）號: CN101381800A
• 公開（公告）日: 2009-03-11
• 發明（設計）人: 胡小強;羅興宏;肖納敏;李殿中;李依依
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: C21D1/28
• 分類號: C21D1/28
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司
• 代理人: 張志偉

技術領域：

本發明涉及鋼的熱處理技術領域，提供了涉及合金含量高、耐腐蝕性強和抗氧化性好的、超超臨界鋼的一種新型正火熱處理工藝，可獲得良好的綜合力學性能，即較高強度與較好韌塑性的組合。

背景技術：

超超臨界鋼可以獲得較高的高溫強度，較好的抗氧化性與較強的耐腐蝕性，并且較傳統的奧氏體耐熱鋼而言，還具有較大的熱導率與較小的熱膨脹系數。因此，超超臨界鋼被視為制造承受高溫高壓蒸汽的汽輪機組關鍵部件的首選鋼種，以提高發電機組的熱效率，實現節能、環保、高效的目的。近年來，國際上對超超臨界鋼的汽輪機組關鍵部件，如缸體和轉子，進行了廣泛的試制，取得了長足的進步，有些鋼種目前正逐漸實現產業化。

超超臨界鋼的成分中合金元素含量高，具有非常強的淬透性，奧氏體化之后，緩慢冷卻的條件下即可獲得完全馬氏體組織。因此，實際生產中，超超臨界鋼的部件通常采用的熱處理工藝為正火+高溫回火工藝。為了保證較高的強度，同時防止原奧氏體晶粒粗大，以獲得較好的韌塑性，正火工藝一般選擇在Ac₃+(100～150)℃之間保溫一段時間后空冷。但是，在這一溫度區間內奧氏體化時，超超臨界鋼的晶粒容易發生異常長大，導致組織不均勻，從而致使超超臨界鋼的性能不均勻(尤其是大壁厚部件)。

本發明根據超超臨界鋼奧氏體化過程中的微觀組織演變特征，對超超臨界鋼采取不同溫度的分階段正火，成功地解決了奧氏體化過程中由于晶粒異常長大引起的組織不均問題，在保證相同強度的前提下，獲得了比傳統技術更優的韌塑性，從而實現了綜合力學性能的最佳化。

發明內容：

本發明的目的是提供一種超超臨界鋼的正火熱處理工藝，解決奧氏體化過程中晶粒異常長大引起的組織不均，從而致使性能不均勻的問題。

本發明的技術方案為：

一種超超臨界鋼的正火熱處理工藝，首先對超超臨界鋼進行較高溫度短時間的奧氏體化處理，其次把處在較高溫度奧氏體化的超超臨界鋼快速冷卻至較低溫度繼續進一步奧氏體化，最后在較低溫度充分奧氏體化之后，把超超臨界鋼冷卻室溫。如圖1所示，詳細步驟如下：

1)加熱：在保證超超臨界鋼不開裂的前提下，快速加熱至Ac₃+(100～150)℃，以增加形核，細化晶粒，其中加熱速率不小于1℃/min，優選范圍為1～10℃/min；

2)保溫：經Ac₃+(100～150)℃保溫0.4～2min/mm后，快速冷卻至Ac₃+(10～60)℃保溫2～4min/mm，其中冷卻速率不小于5℃/min，優選范圍為5～30℃/min；

3)冷卻至室溫：冷速要求不小于1.5℃/min，優選范圍為1.5～15℃/min，以充分地完成馬氏體轉變。

本發明的物理冶金學分析：