[發明專利]一種奧氏體耐熱鋼及其制造方法

無效

• 申請號: 201210140902.6
• 申請日: 2012-05-08
• 公開（公告）號: CN102676951A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 葉曉寧;蘇錦;常鍔
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/58
• 分類號: C22C38/58;C22C38/48;C21D8/02
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 陳長會;金惠淑

技術領域

本發明涉及高合金耐熱鋼，特別是涉及奧氏體耐熱鋼及其制造方法。

背景技術

309S耐熱鋼屬于傳統高合金耐熱鋼，其主要成分為23％的鉻和13％的鎳，合金平均含量達到36％。對比310S耐熱鋼，309S耐熱鋼的合金含量大幅降低。309S耐熱鋼主要用于退火爐等高溫耐熱場合，其耐熱溫度最高可達到900℃左右。但是，309S耐熱鋼的高強度較低，限制了其在高溫下的長期使用。

309S耐熱鋼的標準成分為：C：0.08％，Si：0.75％，Mn：2.00％，P：0.045％，S：0.030％，Cr：22-24％，Ni：12-15％。該耐熱鋼的熱軋帶鋼工藝流程與奧氏體不銹鋼基本相同，工藝流程如下：冶煉---板坯連鑄---板坯加熱----帶鋼熱軋---帶鋼卷取---帶鋼連續退火、酸洗----檢查----卷取、包裝。

310S耐熱鋼合金含量更高，耐熱性能好于309S，其標準成分為：C：0.08％，Si：1.50％，Mn：2.00％，P：0.045％，S：0.030％，Cr：24-26％，Ni：19-22％。

發明內容

本發明的目的在于提供一種奧氏體耐熱鋼。本發明的奧氏體耐熱鋼在309S熱軋耐熱帶鋼的基礎上提高了高溫強度和使用性能。

為了實現上述目的，本發明的奧氏體耐熱鋼，其化學成分(重量百分比)為：C：0.10-0.20％，Si≤1.00％，Mn：0.50-2.00％，Cr：20.0-24.0％，P≤0.035％，S≤0.035％，Ni：12.0-15.0％，[N]：0.10-0.20％，Nb：1.00-2.00％，其余為鐵及不可避免的雜質。

本發明的另一個目的是提供上述奧氏體耐熱鋼的制造方法，該方法包括：

經冶煉和澆注的板坯，根據其厚度，板坯在爐時間不小于1.0分鐘/mm，抽鋼溫度為1200-1270℃；

在900-1260℃的高溫變形區間，將板坯軋制變形至目標厚度；

在900-1100℃溫度完成軋制；

在500-800℃的溫度下卷取。

本發明在原有309S成份中添加了1-2％的鈮含量，并使鋼中的氮含量最高達到0.20％。鈮在鋼中可以提高鋼的再結晶溫度，細化晶粒，阻止晶粒在高溫下的長大粗化。在一定溫度條件下，提高鋼的高溫強度，從而提高耐熱鋼的使用壽命。本發明熱鋼通過添加氮、鈮元素使鋼的高溫強度得到提高，延長了鋼的高溫使用壽命。由于帶鋼高溫強度通過鈮與鎳的金屬間化合物的析出提高高溫性能，且也能保證常規力學性能，從而可以滿足帶鋼加工條件要求。因此省掉了常規耐熱帶鋼的熱處理工序，降低了生產成本。

附圖說明

圖1是310S鋼與試驗剛(本發明實施例1)的高溫持久強度。

圖2是310S鋼與試驗鋼(本發明實施例1)的高溫強度比較。

具體實施方式

以下結合實施例對本發明的特點和優點進行較為詳細的描述。

本發明中，除非另有指明，含量均指重量百分比含量。

為了實現提供改善了高溫強度和使用性能的奧氏體耐熱鋼，各個元素控制如下：

碳是奧氏體不銹鋼中的重要元素，碳元素可以擴大奧氏體區，提高的強度，在鋼中或以固溶形式存在，或以碳化物析出的形式存在。根據需要，通過適當的冶金方式，使碳的作用向有利于提高鋼的性能方向發展。本發明中控制C：0.10-0.20％，優選為0.11-0.19％，更優選為0.140-0.160％。

硅是不銹鋼冶煉中不可缺少的元素。在硅含量較低、以脫氧劑為主要作用的情況下，可以使鋼中的氧含量降低，提高鋼的純凈度。在耐熱鋼中，由于硅含量的提高，使硅含量鋼的表面氧化皮中富集，提高了氧化皮與基體鋼的附著性，使氧化皮不易與基體鋼分離，提高了氧化皮的抗脫落性。本發明中控制Si≤1.00％，優選為0.1-1.0％。

錳是較弱的奧氏體形成元素，它在耐熱鋼中是一種脫氧劑，隨著鋼中錳含量的增加，可顯著提高氮在鋼中的溶解度。錳、氮復合加入可以用來代替鋼中昂貴的鎳。錳還可以提高鋼的強度性能。本發明中控制Mn：0.50-2.00％，優選為0.60-1.90％，更優選為0.80-1.60％。