[發(fā)明專利]一種窄化高碳耐熱不銹鋼晶粒度的控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010818325.6
• 申請日: 2020-08-14
• 公開（公告）號: CN111944969B
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭保兵;賈超君;薛強(qiáng);崔澤宇;曹志勝
• 申請（專利權(quán)）人: 山西太鋼不銹鋼股份有限公司
• 主分類號: C21D1/78
• 分類號: C21D1/78;C21D6/00;C21D8/02;C21D9/00;C22C33/04;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/50;C23C22/34;C23G1/08
• 代理公司: 北京市浩天知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11276
• 代理人: 周華寧

本發(fā)明提供了一種321H奧氏體不銹鋼板晶粒度的控制方法，包括：冶煉坯料、熱軋生產(chǎn)、固溶處理、矯直和拋丸、酸洗鈍化和研磨生產(chǎn)的步驟，其中，所述固溶處理采用六段熱處理爐進(jìn)行，所述固溶處理的溫度是800℃～1120℃，預(yù)熱加熱時間是10～20min，以鋼板的厚度計(jì)保溫速率是0.5～3.5min/mm。本發(fā)明的方法能夠進(jìn)一步窄化321H鋼種晶粒度，將321H不銹鋼中板實(shí)際晶粒度控制達(dá)到4～7級水平。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種窄化高碳耐熱不銹鋼晶粒度的控制方法。

背景技術(shù)

奧氏體不銹鋼因其良好的力學(xué)性能和耐腐蝕性能，被廣泛應(yīng)用于石油化工行業(yè)及核工業(yè)；其中321不銹鋼常被應(yīng)用于制造石油廢氣燃燒管道、外殼、換熱器、加熱爐部件等工作環(huán)境十分惡劣的設(shè)備。鋼種321H不銹鋼的C含量提高至0.04％～0.10％(通常，鋼種321的C含量為≤0.08％)，耐高溫性能增強(qiáng)，同時有助于材料晶粒的長大，減小晶粒度。

國內(nèi)丙烷脫氫項(xiàng)目通常采用Lummus公司技術(shù)和Uop公司技術(shù)，其要求所使用的原材料為321H，晶粒度要求≤7級。近年國內(nèi)制造單位(例如，江蘇大明、秦皇島泰德管業(yè)等)根據(jù)技術(shù)的安全可靠性，逐漸選用Uop公司技術(shù)，其要求原材料321H的晶粒度更為苛刻，晶粒度等級在4-7級范圍，才能更好的提高材料在工作環(huán)境中的耐蝕性。

申請?zhí)柺?01110209582.0的中國發(fā)明專利申請公開了一種高強(qiáng)度鎳基耐蝕合金及其制造方法。其制造方法包括：電爐冶煉、AOD冶煉和LF精煉，在LF精煉末期加入Al和Ti，成分合格后，再加入Mg，并進(jìn)行吹氬氣的軟攪拌，在液態(tài)合金中形成細(xì)小的MgO和/或MgO·Al₂O₃顆粒，從而細(xì)化該合金連鑄坯的初始凝固晶粒。該專利申請公開的高強(qiáng)度鎳基耐蝕合金為全奧氏體組織，晶粒度等級為3.5-5級。但是，該專利申請公開的合金晶粒度等級為3.5-5級，晶粒過于粗大，對于材料在使用環(huán)境的耐蝕性有很大的不利影響，進(jìn)而影響到其制造的設(shè)備/設(shè)施的使用壽命；熱軋固溶溫度過高(如1200℃)，就會促使晶粒過于粗大，進(jìn)而對后續(xù)使用產(chǎn)生不利影響，而熱軋固溶溫度過低(如1050℃)，鋼板晶粒度不會發(fā)生變化，無法滿足材料的標(biāo)準(zhǔn)要求(晶粒度≤7級)。

申請?zhí)柺?01410198743.4的中國發(fā)明專利申請公開了一種耐磨損、耐熱及耐腐蝕管材。該管材的制造方法包括：配料→熔鑄→棒材→定心→淬火→鋸切→加熱→熱軋→銑面→冷粗軋→固溶→退火→成品軋制→成品退火→剪切。最終得到的管材為奧氏體，晶粒度為4-7級。但是，該專利申請公開的內(nèi)容中未涉及固溶升溫速率對材料晶粒長大均勻性的影響，若升溫速率過大，勢必會造成材料內(nèi)部晶粒長大程度不均勻，檢驗(yàn)的晶粒度差較大，對于材料在高溫環(huán)境中使用有開裂風(fēng)險(xiǎn)，尤其是焊接部位；若升溫速率過小，又會造成材料固溶處理周期長，進(jìn)而對于材料內(nèi)部晶界的氧化加重，給材料在后續(xù)耐蝕環(huán)境中造成不利影響。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述問題，本發(fā)明提供了一種窄化高碳耐熱不銹鋼晶粒度的控制方法。通過嚴(yán)格控制鋼種冶煉成分中的碳含量、優(yōu)化固溶處理的工藝參數(shù)，實(shí)現(xiàn)窄化高碳321H不銹晶粒度，提升該鋼種在高溫環(huán)境和腐蝕環(huán)境中雙重材料特性(晶粒度和耐蝕性)，進(jìn)而滿足國內(nèi)外石油化工行業(yè)對材料的特殊需求。

本發(fā)明的技術(shù)方案具體如下：

一種321H奧氏體不銹鋼板晶粒度的控制方法，包括：冶煉坯料、熱軋生產(chǎn)、固溶處理、矯直和拋丸、酸洗鈍化和研磨生產(chǎn)的步驟，其中，所述固溶處理采用六段熱處理爐進(jìn)行，所述固溶處理的溫度是800℃～1120℃，預(yù)熱加熱時間是10～20min，以鋼板的厚度計(jì)保溫速率是0.5～3.5min/mm。

可選地，所述坯料的碳重量含量是0.040％～0.049％。

可選地，所述坯料的碳重量含量是0.045％。

可選地，所述321H奧氏體不銹鋼板的厚度≤40mm。

可選地，所述321H奧氏體不銹鋼板的厚度＜12mm。