[發(fā)明專利]一種馬氏體耐熱鋼材料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010035581.8
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN113186470A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發(fā)明（設計）人: 王婷婷;趙海平;徐松乾;趙欣
• 申請（專利權）人: 寶武特種冶金有限公司
• 主分類號: C22C38/22
• 分類號: C22C38/22;C22C38/30;C22C38/26;C22C38/24;C22C38/20;C22C38/32;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/44;C22C38/52;C22C38/48;C22C38/46;C22C38/42;C22C38/5
• 代理公司: 上海集信知識產(chǎn)權代理有限公司 31254
• 代理人: 周成

本發(fā)明涉及一種馬氏體耐熱鋼材料，其包括按重量百分數(shù)計的如下元素：碳：0.07～0.12％；鉻：8.5～9.5％；鎢：2.0～2.5％；鉬：0.2～0.5％；鈷：2.8～3.2％；鈮：0.03～0.10％；釩：0.16～0.25％；銅：0.5～1.0％；氮：0.010～0.020％；硼：0.006～0.015％；磷：≤0.02％；硫：≤0.01％；硅：≤0.5％；錳：0.3～0.7％；鎳：≤0.12％；余量為鐵及不可避免雜質(zhì)元素。通過本發(fā)明的工藝可將焦化廢水回收95％作為新水使用。本發(fā)明在9Cr系鐵素體耐熱鋼基礎上，結(jié)合工業(yè)化大生產(chǎn)等實際情況，提出了一種適用于620～650℃下長期服役的馬氏體耐熱鋼。本發(fā)明鋼不添加稀土元素、優(yōu)化了W含量及W、Mo元素配比、優(yōu)化了B含量；和現(xiàn)有9Cr系耐熱鋼相比，本發(fā)明鋼沖擊韌性得到大幅提升，冷、熱加工性能和焊接性能得到顯著改善，生產(chǎn)成本明顯減低。

技術領域

本發(fā)明涉及耐熱鋼技術領域，提供了一種新型馬氏體耐熱鋼及制備方法，適用于630℃以上蒸汽參數(shù)超超臨界火電機組大口徑鍋爐管、鍛件等制造。

背景技術

燃煤發(fā)電無論現(xiàn)在還是未來一段時期內(nèi)都是我國電源結(jié)構(gòu)的最主要組成部分。目前世界范圍內(nèi)主要超超臨界火電機組的蒸汽參數(shù)為600℃，我國目前已經(jīng)成為世界上投運600℃超超臨界電站裝機數(shù)量和總?cè)萘孔疃嗟膰摇檫M一步降低煤耗、提高熱效率和降低排放，煤電轉(zhuǎn)型升級，高蒸汽參數(shù)超超臨界電站是我國未來新建和改造火電機組的發(fā)展方向。630℃超超臨界燃煤發(fā)電技術作為新一代最先進的發(fā)電技術，大唐集團鄆城630℃超超臨界二次再熱機組示范項目已獲得國家能源局正式批復。另外，歐美、日本、韓國等正在研制700℃蒸汽參數(shù)超超臨界火電機組，我國2010年也啟動了700℃蒸汽參數(shù)超超臨界火電機組研制國家計劃。

耐熱材料一直以來是制約煤電機組向更高參數(shù)發(fā)展的“卡脖子”問題。隨著蒸汽溫度和蒸汽壓力的提高，超超臨界火電機組對耐熱材料的性能提出了更高的要求，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：(1)更高的高溫持久、蠕變強度；(2)良好的抗氧化和耐蝕性能；(3)優(yōu)異的組織穩(wěn)定性；(4)良好的冷、熱加工性能；(5)良好的焊接性能等。馬氏體耐熱鋼P92可用于620℃蒸汽溫度以下部分大口徑鍋爐管制造，但目前世界范圍內(nèi)仍沒有適用于620～650℃蒸汽溫度段可選用的成熟材料，國內(nèi)外正在積極研究相關的關鍵材料技術。鋼鐵研究總院和寶鋼開發(fā)出了新型馬氏體耐熱鋼9Cr-3W-3CoVNbCuBN(G115)無縫管，已進行了多輪的工業(yè)試制，適用于630～650℃蒸汽參數(shù)超超臨界火電機組。日本國家材料研究所(NIMS)研發(fā)的9Cr-3W-3CoVNbBN鋼(MARBN鋼)具有優(yōu)異的高溫持久強度，其持久強度數(shù)據(jù)明顯高于P92。日本新日鐵住友金屬工業(yè)株式會社在SAVE12鋼的基礎上開發(fā)出了一種9Cr-3W-3CoNdVNbBN鐵素體耐熱鋼(SAVE12AD鋼)。

但是，現(xiàn)有技術中的9Cr系耐熱鋼，在沖擊韌性方面、冷熱加工性能以及焊接性能方面都存在不足。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種適用于620-650℃下長期服役的馬氏體耐熱鋼，該鋼在適用溫度范圍內(nèi)具有高的沖擊韌性和高溫強度、優(yōu)異的冷熱加工性能性和焊接性能、良好的抗氧化腐蝕性能，同時具備工業(yè)生產(chǎn)成本低等特點。

本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明提供了一種馬氏體耐熱鋼材料，其包括按重量百分數(shù)計的如下元素：碳：0.07～0.12％；鉻：8.5～9.5％；鎢：2.0～2.5％；鉬：0.2～0.5％；鈷：2.8～3.2％；鈮：0.03～0.10％；釩：0.16～0.25％；銅：0.5～1.0％；氮：0.010～0.020％；硼：0.006～0.015％；磷：≤0.02％；硫：≤0.01％；硅：≤0.5％；錳：0.3～0.7％；鎳：≤0.12％；余量為鐵及不可避免雜質(zhì)元素。