[發明專利]一種核電用蒸汽發生器鎳基合金

無效

• 申請號: 200810235501.2
• 申請日: 2008-11-28
• 公開（公告）號: CN101748314A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發明（設計）人: 王國年
• 申請（專利權）人: 江蘇龍鑫特殊鋼實業總公司
• 主分類號: C22C19/05
• 分類號: C22C19/05
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種金屬，具體地說是一種合金，尤其是一種核電用蒸汽發生器鎳基合金，屬冶金技術領域。

背景技術

核電用蒸汽發生器鎳基合金作為蒸汽發生器中傳熱管、支柱、支架、防振條的主要原材料之一，其性能的好壞直接影響到蒸器發生器的使用壽命。一旦有損壞，蒸器發生器作為不可更換部件，制約或極大程度地影響了核電廠的壽命。以前鎳基合金材料都是國外企業提供，對于已經在近年快速發展的中國核電來說，統一運營主體、堆型、技術等異常重要，其主要內容就是推進核電設備國產化，因此研發抗振條是我國必然趨勢，且發展前景相當可觀。尤其是能源市場競爭的日益加劇，產生了開展核電廠老化/壽命化的研究，并對核電建設新項目提出了60年設計壽命的要求，這對材料提出了更高的要求，蒸汽發生器的主要材料已從最初的奧氏體不銹鋼改進為使用鎳基合金600，而極大地改進了傳熱管的抗腐蝕能力。

目前的核電市場，普遍使用美國的Incone1600合金作為主要原材料，該材料耐腐蝕性能好，抗拉強度高，完全能滿足核電建設新項目提出的60年設計壽命的要求，但價格十分昂貴，每公斤在1800元左右，使得蒸汽發生器的成本很高。

發明內容

針對上述存在問題，本發明提供一種核電用蒸汽發生器鎳基合金，降低合金含量，尤其是貴重合金如Ni的含量，同時添加其他元素，并調整各組成成份含量，在降低生產成本的同時，又能保持或提高電阻合金的性能。

為了達到以上目的，本發明采用以下技術方案，一種核電用蒸汽發生器鎳基合金，其主要組成成份及其重量百分比含量為：Ni：64.8-77.5％，Cr：14.0-19.5％，S?i：0.20-0.80％，C：0.0495-0.100％，Mn：0.00-1.20％，RE：0.08-0.22％，Cu：0.00-0.50％，Ti：0.150-0.800％，Co：0.00-0.10％，B：0-0.001％，Fe??：7.0-12.0％。

由于本發明采用以上技術方案，大大降低了合金成本，同時又能保持并提高合金性能，具體說明如下：一是添加了適量的稀土元素，稀土加入鋼中，可起到脫氧、脫硫、改變夾雜物形態等凈化和變質作用，同時在合金中還能有微合金化的作用，最終表現在提高鋼的抗氧化能力，高溫強度和塑性、疲勞壽命、耐腐蝕性及抗裂性等；二是在能保證合金能形成所要的金相組織、保證其加工性能的前提下，從生產成本考慮，將貴重元素鎳含量盡可能的配入下限；三是適當提高鉻元素的含量，增強合金的高溫抗氧化性能和抗腐蝕性能；四是調整硅元素的含量，在保證合金塑性的同時提高合金的抗拉強度和耐蝕性；五是控制碳的含量，同時添加鈦元素，進一步提高了鋼的抗氧化性能和耐腐蝕性能。

具體實施方式

實施例一

一種核電用蒸汽發生器鎳基合金，其主要組成成份及其重量百分比含量為：Ni：64.8％，Cr：19.5％，Si：0.80％，C：0.080％，Mn：1.20％，RE：0.22％，Cu：0.50％，Ti：0.800％，Co：0.10％，B：0％，Fe：12.0％。

其制作工藝為：

1、中頻熔煉：

1.1原料準備：包括爐料、渣料和脫氧劑，所述爐料為Ni、Cr、Fe和Mn材料，所述渣料為鈣劑(如石灰、螢石)，所述脫氧劑為鋁劑(如鋁石灰粉)，經烘烤后備用；

1.2裝料：在中頻熔煉爐中裝入1.1步驟中經烘烤后備用的Ni、Cr、Fe爐料，待爐料熔清后及時調整爐渣流動性使之良好；

1.3精煉：低功率化料，待材料熔化70％后，加入總投料數的3％的渣料，(渣系配比：石灰∶螢石＝8∶2)進行煉鋼，當全熔后舊渣換新渣，渣量為3-4％，(渣系配比：石灰∶螢石＝7∶3)調好渣的流動性和鋼液溫度，用鋁石灰分批脫氧，每批脫氧劑加入后，待渣與脫氧劑反應一定時間后再輕點渣，堅持少量、多批、輕點的原則，脫氧劑用量為裝入量的0.8-1.2％，總脫氧次數不少于20次，測量鋼溫，1560℃-1600℃，當鋼水結膜時，時間為20-25秒，把中頻功率降到80-8KW，繼續脫氧，渣白5分鐘后加入金屬錳，15分鐘后以可鍛，出鋼前10分鐘加入硅鐵，用同種鋼的鋼棒攪拌鋼液，矽鈣塊和稀土合金在出鋼前2-3分鐘加入，然后取樣進行化學分析，合格后加入硅鈣和稀土合金，無反應后把鋼水倒入鋼包內，鎮靜1-2分鐘澆鑄成電極棒。

2、電渣重熔：

2.1引弧劑與重熔電渣系的調配：用螢石與二氧化鈦制備引弧劑，用CaF₂、Al₂O₃和CaO制作重熔電渣系；