[發(fā)明專利]一種鐵素體耐熱鋼的制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210327010.7
• 申請(qǐng)日: 2012-09-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103667974A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周明華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 無(wú)錫新大中薄板有限公司
• 主分類號(hào): C22C38/58
• 分類號(hào): C22C38/58;C21D1/28
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 武春華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋼鐵冶金領(lǐng)域，特別涉及一種鐵素體耐熱鋼的制備方法。

背景技術(shù)

以發(fā)電用的鍋爐及汽輪機(jī)為代表的原子能發(fā)電設(shè)備、化學(xué)工業(yè)裝置等，往往采用奧氏體系耐熱鋼或鐵素體系耐熱鋼來(lái)制備，以便這些裝置能在高溫高壓環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間使用。而鐵素體系耐熱鋼因?yàn)閮r(jià)格便宜、熱膨脹率低、耐熱疲勞性能好，所以多應(yīng)用于高溫用部件中。

近年來(lái)，隨著鋼應(yīng)用環(huán)境惡劣程度的加深，對(duì)于鐵素體系耐熱鋼的使用性能、特別是對(duì)于蠕變強(qiáng)度和抗氧化能力的要求更加嚴(yán)格了。目前往往采用提高鋼材中Cr含量至10％～13％，從而提高材料抗氧化能力的方法。但是，隨著Cr含量的提高在鋼組織結(jié)構(gòu)中會(huì)出現(xiàn)較大量的δ鐵素體，這對(duì)于材料的高溫蠕變強(qiáng)度和韌性是不利的。

目前，現(xiàn)有技術(shù)廣泛采用添加奧氏體元素如C、Ni、Co、Cu來(lái)抑制鋼中δ鐵素體的形成。但是，添加C會(huì)使材料焊接性能降低；添加Ni會(huì)使得Ac1轉(zhuǎn)變點(diǎn)下降，將限制回火溫度的提高，而回火溫度低雖然對(duì)于鋼的低溫短時(shí)間持久強(qiáng)度是有利的，但對(duì)于鋼的高溫長(zhǎng)時(shí)間持久強(qiáng)度不利；添加Co有利于提高鋼的持久強(qiáng)度，但是添加過(guò)量的Co，尤其是超過(guò)3％的Co會(huì)降低12％Cr鋼的持久強(qiáng)度；添加適量的Cu對(duì)于鋼的持久強(qiáng)度影響不大，但添加超過(guò)1.0％的Cu會(huì)降低材料可加工性。

截止目前，世界各國(guó)對(duì)于12％Cr鐵素體耐熱鋼申報(bào)了很多專利，這些技術(shù)通過(guò)同時(shí)添加Co和Cu來(lái)提高材料性能。

日本專利申請(qǐng)JP10219403A、JP2002180208、JP2005023378、JP08120414、JP05311345A、JP07062497A和中國(guó)專利CN02809922.2公開(kāi)的鋼中添加了Ni，Ni使得Ac1轉(zhuǎn)變點(diǎn)下降，這樣會(huì)限制回火溫度的提高，這對(duì)于提高鋼的高溫長(zhǎng)時(shí)間持久強(qiáng)度是不利的。

日本專利申請(qǐng)JP05311346A公開(kāi)的鋼中添加了W但不含Mo，但是，同時(shí)添加W和Mo會(huì)有益于提高鋼的持久強(qiáng)度。

日本專利申請(qǐng)JP2002004008公開(kāi)的鋼中雖然提及選擇性添加Co，但對(duì)于Co的添加沒(méi)有明確范圍，同時(shí)亦提及添加≤4.0的Ta。

日本專利申請(qǐng)JP08218154A公開(kāi)的鋼中為了抑制高溫鐵素體的形成，添加過(guò)量的Co，卻沒(méi)有添加Cu，這樣不利于提高鋼的持久性能，同時(shí)鋼中亦沒(méi)有添加B，這也不利于穩(wěn)定碳化物。

日本專利申請(qǐng)JP08225832A公開(kāi)的鋼中沒(méi)有添加B，不利于提高鋼的持久強(qiáng)度和穩(wěn)定碳化物。

日本專利申請(qǐng)JP08225833A公開(kāi)的鋼中提出添加Co，但是這種添加是作為一種減少殘余奧氏體量的加熱處理方法而不是作為鋼的一種化學(xué)組分；此外，該申請(qǐng)涉及的鋼的化學(xué)組分范圍寬泛且不可能從中得到用途上的教導(dǎo)。

日本專利申請(qǐng)JP05311344A和專利JP09291308A公開(kāi)的鋼中同時(shí)添加適量Co和Cu并涉及一種有關(guān)Cr、Co、Cu的關(guān)系式。對(duì)于11％～13％Cr的鐵素體耐熱鋼，為了抑制δ鐵素體的形成，添加超過(guò)3％的Co和/或超過(guò)3％的Cu，不但增加成本，而且會(huì)降低鋼的持久強(qiáng)度和可加工性。

綜上所述，11～13％Cr的鐵素體耐熱鋼制備過(guò)程中高溫條件下會(huì)產(chǎn)生δ鐵素體，這對(duì)于鐵素體耐熱鋼的耐高溫氧化、耐高溫蠕變性能和高溫持久強(qiáng)度是不利的，不能滿足現(xiàn)有對(duì)鐵素體耐熱鋼應(yīng)用環(huán)境的要求。現(xiàn)有技術(shù)往往通過(guò)添加一些奧氏體形成元素如Ni、Co、Cu、C等來(lái)抑制δ鐵素體產(chǎn)生，但這往往又會(huì)導(dǎo)致鐵素體耐熱鋼其他一些性能的降低，而且Co等元素價(jià)格昂貴，也會(huì)使得鋼的制造成本大大增加。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種鐵素體系耐熱鋼的制造方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：