[發明專利]一種改善X12CrMoWVNbN10-1-1馬氏體不銹鋼鑄態組織均勻性的方法

有效

• 申請號: 201310101298.0
• 申請日: 2013-03-26
• 公開（公告）號: CN103131964A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 曾龍;史梟穎;馬曉然;張端鋒;張曙光;胡僑丹;李建國
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C22C38/48
• 分類號: C22C38/48;C22C33/06
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 高為華;鄭立

技術領域

本發明涉及一種改善X12CrMoWVNbNl0-1-1馬氏體不銹鋼鑄態組織均勻性的方法，尤其涉及一種提高X12CrMoWVNbN10-1-1馬氏體不銹鋼鑄態組織等軸晶比例、細化晶粒，改善鑄態組織均勻性的方法；屬于鑄錠澆鑄技術領域。

背景技術

X12CrMoWVNbN10-1-1馬氏體不銹鋼由于擁有優良的耐腐蝕性能、高溫強度以及抗蠕變性能，被廣泛地應用在核電站和礦電站發電轉子材料上，其化學成分如表1所示。目前國內所使用的X12CrMoWVNbN10-1-1核電轉子鋼幾乎全部依靠進口，因此生產出組織均勻細小的鑄錠刻不容緩。

表1.X12CrMoWVNbN10-1-1馬氏體不銹鋼化學成分（wt%）

工業生產中普遍使用的提高鑄態組織均勻性的方法主要有兩種：化學處理法（即孕育和變質）和物理法（即施加機械振動、電磁振動、超聲振動等）。然而，事實證明，雖然化學法和物理法都能細化鑄錠組織，但均具有一定的局限性。例如化學處理法細化劑制備工藝復雜，從而導致生產成本提高，并且容易對母合金造成污染（尤其對成分要求嚴格的合金體系）。物理法對設備要求太高且效果有限。

因此，本領域的技術人員致力于開發一種成本低廉、簡單的提高X12CrMoWVNbN10-1-1馬氏體不銹鋼鑄態組織均勻性的方法。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種工藝簡單的提高X12CrMoWVNbN10-1-1馬氏體不銹鋼鑄態組織均勻性的方法。

為實現上述目的，本發明提供了一種改善X12CrMoWVNbN10-1-1馬氏體不銹鋼鑄態組織均勻性的方法，本發明的方法可以較大程度上提高鑄態組織等軸晶比例、細化晶粒，從而提高鑄錠的綜合力學性能。

本發明所述的改善X12CrMoWVNbN10-1-1馬氏體不銹鋼鑄態組織均勻性的方法的具體步驟包括：

1、配置合金

根據合金的成分要求配置合金原料：分別稱取碳粉、微碳鉻鐵、氮化鉻鐵、鈮鐵、鎢鐵、鉬鐵、釩鐵、錳鐵和純鎳為合金原料；由于合金中元素C、Cr、Mn等元素容易燒損，因此這些元素均按表1所示合金成分要求的上限配置，優選地，合金原料中C、N、Mn、Cr、Ni、Mo、W、V、Tb的比例為13:6:50:1060:80:110:100:20:5；

2、預熱鑄型

對鑄型進行預熱，其預熱溫度為750℃～900℃；

3、加熱合金并對合金液進行過熱處理

采用中頻感應爐對合金進行加熱，待合金熔化后對合金液進行過熱處理，合金過熱溫度控制在1600℃～1650℃之間，過熱時間3～10min之間；

4、澆鑄合金

合金熔體過熱處理結束之后，立即停止加熱，讓合金液迅速冷卻，待合金溫度降到1580℃～1610℃時進行澆鑄，即可得到組織均勻細小的鑄錠。

在本發明的較佳實施方式中，合金中元素C、Cr、Mn的配置比13：1060：110。

在本發明的另一較佳實施方式中，為了除氣、防止氧化，整個過程都是在真空中進行。尤其是步驟3）中所述熔煉合金并對合金液進行過熱處理過程均在30～100Pa下進行。

本發明的方法具有如下優點：

本發明所述的改善X12CrMoWVNbN10-1-1馬氏體不銹鋼鑄態組織均勻性的方法可以較大程度改善X12CrMoWVNbN10-1-1馬氏體不銹鋼鑄態組織均勻性，尤其是可以較大程度上提高等軸晶比例，細化晶粒。本發明的方法簡單，只需優化鑄造工藝參數（熔體過熱溫度、鑄型預熱溫度、澆鑄溫度），即可實現對X12CrMoWVNbN10-1-1馬氏體不銹鋼鑄態組織均勻性的有效控制。采用本發明的工藝方法，可較大程度地增加鑄態組織中等軸晶區域比例，從而獲得組織均勻細小的不銹鋼合金鑄錠，有利于提高X12CrMoWVNbN10-1-1馬氏體不銹鋼的綜合力學性能。本發明工藝簡單，易于操控，適合于工業化的推廣和使用。

以下將結合附圖對本發明的構思、具體結構及產生的技術效果作進一步說明，以充分地了解本發明的目的、特征和效果。

附圖說明

圖1是本發明的實施例1得到的X12CrMoWVNbN10-1-1馬氏體不銹鋼鑄態宏觀組織；

圖2是本發明的實施例1得到的X12CrMoWVNbN10-1-1馬氏體不銹鋼鑄態微觀組織。

具體實施方式