[發(fā)明專利]一種9Cr系耐熱鋼連鑄大圓坯熱處理工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110899601.0
• 申請(qǐng)日: 2021-08-06
• 公開（公告）號(hào): CN113699337B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙志剛;原凌云;張錦文;王育田;陳建禮;李建軍;楚寶帥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山西太鋼不銹鋼股份有限公司
• 主分類號(hào): C21D6/00
• 分類號(hào): C21D6/00;C21D1/26
• 代理公司: 太原市科瑞達(dá)專利代理有限公司 14101
• 代理人: 趙禛

本發(fā)明涉及一種9Cr系耐熱鋼連鑄大圓坯熱處理工藝，屬于金屬材料熱處理技術(shù)領(lǐng)域，解決一次長(zhǎng)時(shí)間退火工藝的9Cr系耐熱鋼大圓坯顯微組織和析出相粗大、組織異常導(dǎo)致直接穿制大口徑厚壁和薄壁管廢品率高的技術(shù)問題，本發(fā)明采用9Cr系耐熱鋼連鑄大圓坯“退火+回火”工藝取代了傳統(tǒng)的一次長(zhǎng)時(shí)間退火工藝，不僅有效釋放了大斷面連鑄坯熱應(yīng)力、同時(shí)縮短了鑄坯高溫退火時(shí)間，有效降低了成本，同時(shí)達(dá)到了細(xì)化顯微組織、消除殘余馬氏體組織、降低了后續(xù)直接穿管廢品率的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬材料熱處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及的是一種9Cr系耐熱鋼連鑄大圓坯熱處理工藝。

背景技術(shù)

9Cr系耐熱鋼材料具有耐高溫、耐高壓、耐腐蝕的特性，主要用于制造超(超)臨界火電機(jī)組關(guān)鍵部件。高質(zhì)量的9Cr系耐熱鋼連鑄大圓坯可直接用于穿制大口徑厚壁管和薄壁管，應(yīng)用在超(超)臨界火電機(jī)組及石油和化工領(lǐng)域。但9Cr系耐熱鋼合金元素種類較多,屬亞包晶鋼，凝固過程復(fù)雜，大規(guī)格連鑄坯凝固過程易產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力和組織粗大等問題。采用常規(guī)的一次長(zhǎng)時(shí)間退火可以釋放部分應(yīng)力，但存在顯微組織粗大、組織轉(zhuǎn)變不完全的問題，從而影響力學(xué)性能，造成穿管過程開裂，嚴(yán)重影響生產(chǎn)穩(wěn)定性和產(chǎn)品合格率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，解決一次長(zhǎng)時(shí)間退火工藝的9Cr系耐熱鋼大圓坯顯微組織和析出相粗大、組織異常導(dǎo)致直接穿制大口徑厚壁和薄壁管廢品率高的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種9Cr系耐熱鋼連鑄大圓坯熱處理工藝。

本發(fā)明的設(shè)計(jì)構(gòu)思為：

9Cr系耐熱鋼的合金含量高，屬裂紋敏感性鋼種。在大斷面連鑄凝固過程中極易形成顯微組織不均勻和應(yīng)力集中，造成裂紋，通常采用一次長(zhǎng)時(shí)間退火來達(dá)到消除大斷面連鑄坯熱應(yīng)力，但所需保溫時(shí)間較長(zhǎng)，容易造成顯微組織、析出相粗大、存在殘余馬氏體組織致使在后續(xù)的穿管過程中容易造成裂紋。

本發(fā)明采用9Cr系耐熱鋼大圓坯“退火+回火”工藝取代了傳統(tǒng)的一次長(zhǎng)時(shí)間退火工藝。不僅有效釋放了大斷面連鑄坯熱應(yīng)力、同時(shí)縮短了鑄坯高溫退火時(shí)間，有效降低了成本，同時(shí)達(dá)到了細(xì)化顯微組織、消除殘余馬氏體組織、降低了后續(xù)直接穿管廢品率的目的。

為了解決上述問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種9Cr系耐熱鋼連鑄大圓坯熱處理工藝，包括以下步驟：

S1、原料依次經(jīng)電轉(zhuǎn)爐、LF鋼包精煉、VD真空脫氣，制得直徑為的9Cr系耐熱鋼連鑄大圓坯；

S2、退火工藝：將步驟S1制得的9Cr系耐熱鋼連鑄大圓坯紅送退火，大圓坯入退火爐溫度需要≥500℃；然后，退火爐以＜100℃/h的加熱速度加熱到765±10℃，保溫時(shí)間為D×2.5～2.8min/mm，其中D為連鑄坯直徑/mm；最后，大圓坯隨爐冷卻至≤500℃，出爐空冷至室溫，完成退火；

S3、回火工藝：將步驟S2退火后的大圓坯以＜100℃/h的加熱速度加熱到650±10℃，保溫D×1.2～1.5min/mm，其中D為連鑄坯直徑/mm，然后大圓坯隨爐冷卻至≤200℃，出爐空冷至室溫，完成回火。

與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明突破了9Cr系耐熱鋼連鑄大圓坯傳統(tǒng)的一次長(zhǎng)時(shí)間高溫退火(退火溫度765±10℃，退火保溫時(shí)間為D×3.7～4.3min/mm，D為連鑄坯直徑/mm，范圍為300～800mm)，發(fā)明了連鑄大圓坯“退火+回火”工藝制度，實(shí)現(xiàn)了9Cr系耐熱鋼熱處理工序低能耗的目的，同時(shí)可以有效細(xì)化9Cr系耐熱鋼連鑄大圓坯退火組織和析出相，改善9Cr系耐熱鋼的力學(xué)性能，降低9Cr系耐熱鋼大圓坯直接穿制厚壁管的廢品率。

經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，常規(guī)一次長(zhǎng)時(shí)間退火的9Cr系耐熱鋼大圓坯直接穿制厚壁管的廢品率為6-8％，而本發(fā)明的“退火+回火”工藝下的9Cr系耐熱鋼大圓坯直接穿制厚壁管的廢品率為0.45％。

附圖說明