[發明專利]一種高碳奧氏體耐熱鋼及其制備方法

有效

• 申請號: 201710263602.X
• 申請日: 2017-04-20
• 公開（公告）號: CN107058908B
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 袁勇;朱傳志;尹宏飛;黨瑩櫻;趙新寶;嚴靖博;楊珍;魯金濤;周永莉;黃錦陽
• 申請（專利權）人: 華能國際電力股份有限公司;西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: C22C38/54
• 分類號: C22C38/54;C22C38/52;C22C38/48;C22C38/46;C22C38/02;C22C38/04;C22C33/04;C21D8/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李宏德

本發明公開了一種高碳奧氏體耐熱鋼及其制備方法。所述高碳奧氏體耐熱鋼的成分按重量百分比計包括，Ni 19?25％，Cr 20?25％，Co 1.0?6.0％，Mn≤0.2％，Nb 0.2?0.8％，V 0?0.5％，Si≤1.0％，N 0.1?0.3％，C 0.10?0.25％，B 0.001?0.003％，P 0.01?0.03％，余量為Fe。本發明的奧氏體耐熱鋼持久強度高，沖擊韌性高；MX相、Z(CrNbN)相和M₂₃C₆是主要的強化相；與現有技術比較，其加工性能和材料成本相當，但具有更優異的組織結構穩定性、高溫持久強度和沖擊韌性，可用于制造650℃及以上超超臨界火電機組的過熱器和再熱器。

技術領域

本發明涉及屬于高溫金屬結構材料技術領域，具體為一種高碳奧氏體耐熱鋼及其制備方法。

背景技術

燃煤火電機組提供了我國75％以上的電力，但我國火電機組平均發電效率低，能耗高，是二氧化硫、氮化物NOx、二氧化碳及汞的主要排放源。我國政府承諾到2020年單位GDP二氧化碳排量在2005年基礎上減少40～45％。采用高參數先進超超臨界火電機組是實現這一目標最直接、經濟、有效的措施之一。因此，發展高參數先進超超臨界燃煤發電技術，對我國煤炭的清潔高效利用和節能減排具有十分重要的戰略意義和實際應用價值，600℃超超臨界火電機組是目前國內已商用的先進的燃煤發電技術。

奧氏體耐熱鋼在超超臨界機組中有著廣泛的應用，主要用于制造鍋爐里的換熱器等關鍵高溫部件。在現役的600℃超超臨界火電機組中，HR3C合金廣泛用于制造鍋爐的末級(高溫段)過熱器和再熱器。HR3C合金屬于高等級奧氏體耐熱鋼，是日本住友金屬公司在TP310鋼的基礎上通過復合添加Nb、N等合金元素研制出的一種奧氏體耐熱鋼。但HR3C合金在服役過程中也表現出了一些不足，即組織結構穩定性較差，合金的韌性隨著服役時間的延長下降很快，影響了電站的安全運行。同時，如果提高蒸汽參數到650℃，HR3C的持久強度已不能滿足服役的要求，需要進一步提高其持久強度。

高溫材料的成分、組織結構和性能密切相關，通過合金的成分優化，可以使合金在獲得高溫強度的同時，兼具較高的沖擊韌性，從而改善其服役特性。通常認為在奧氏體耐熱鋼中，碳含量不宜超過0.1％，否則會導致晶界處形成大量碳化物，影響材料的韌性。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種高碳奧氏體耐熱鋼及其制備方法，得到的奧氏體耐熱鋼，成分設計合理，高溫強度和韌性優異，加工性能和性價比好。

本發明是通過以下技術方案來實現：

一種高碳奧氏體耐熱鋼，所述高碳奧氏體耐熱鋼的成分按重量百分比計包括，Ni19-25％，Cr 20-25％，Co 1.0-6.0％，Mn≤0.2％，Nb 0.2-0.8％，V0-0.5％，Si≤1.0％，N0.1-0.3％，C 0.10-0.25％，B 0.001-0.003％，P 0.01-0.03％，余量為Fe。

優選的，所述的Ni的重量百分比為19-22％。

優選的，所述的Cr的重量百分比為22-25％。

優選的，所述的Co的重量百分比為1.0-5.0％。

優選的，所述的Nb的重量百分比為0.2-0.6％；所述的V的重量百分比為0-0.25％。

優選的，所述的Si的重量百分比為≤0.75％；所述的N的重量百分比為0.15-0.25％；所述的Mn的重量百分比為≤0.1％。。

優選的，所述的C的重量百分比為0.15-0.25％。

優選的，所述的B的重量百分比為0.001-0.002％。

一種高碳奧氏體耐熱鋼的制備方法，包括以下步驟：