[發明專利]一種核電用316H奧氏體不銹鋼中厚板軋制晶粒度控制方法

在審

• 申請號: 202210321957.0
• 申請日: 2022-03-29
• 公開（公告）號: CN114891994A
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 沈斌;周東輝;方壽玉;孔磊
• 申請（專利權）人: 江陰興澄特種鋼鐵有限公司
• 主分類號: C21D11/00
• 分類號: C21D11/00;C21D8/02;C21D1/00;C21D1/18;C21D6/00;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/44;C22C38/58
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 趙海波

本發明涉及一種核電用316H奧氏體不銹鋼中厚板晶粒度控制方法，所述方法包括對電渣重熔鋼錠經鍛造后得到的鍛坯進行軋制和冷卻，采用一種新型的“高溫連續大壓下+在線淬火”控軋控冷模式，開軋溫度1150～1190℃，由粗軋機單機架完成，共10～14道次。其中，中間至少6道次連續單道次壓下率＞15％，薄規格板大壓下道次數量則更多，最大單道次壓下率達到25.99％，終軋溫度950～1080℃，軋后快速向前步進，進入在線淬火(DQ)機，通過DQ+ACC大水量冷卻，使鋼板在20～50秒內迅速降至常溫，最大冷速達到約45℃/s。最后通過熱處理對鋼板進行固溶處理，使得≤50mm厚，≤3000mm寬的不銹鋼板316H軋后晶粒度達到4級～6級，晶粒尺寸10～20μm，鋼板表面與中心的晶粒度一致。

技術領域

本發明屬于軋制技術領域，具體涉及一種核電用316H奧氏體不銹鋼中厚板軋制晶粒度控制方法。

背景技術

316H奧氏體不銹鋼因添加Mo元素,具有比304類不銹鋼更優異的耐蝕性能,不僅能耐稀硫酸，還能耐磷酸、各種有機酸、尿素及氯化物點蝕等。同時，隨著鋼中C含量的提高,耐高溫性能逐漸增強。以上幾點極大的擴展了316H的應用范圍，在石油、化工、原子能、核電等工業設備、容器、管道、熱交換器等領域得到廣泛應用。

由于核級高溫部件用奧氏體不銹鋼對材料的性能要求極為嚴格，316H奧氏體不銹鋼因其具有較好的高溫力學性能而成為首選。在一些特殊用途方面，會采用厚度≥40mm的中厚板，為保證使用安全，對鋼板各個位置的成分，純凈度，力學性能等均勻性方面提出了更高的要求。這其中，鋼板晶粒度是一項重要指標，是過程控制的重點。在快堆工程中,要求晶粒度為3.5～6級,且級差小于2級,要求嚴苛。通常，奧氏體不銹鋼的生產路線是：熔煉—鑄造—鍛造—板坯修磨—熱軋—熱處理(固溶)。過程工藝參數的不合適會導致產生粗晶或者混晶，影響產品交付。

有關研究論文《楊曉雅,何岸,謝甘霖,等.核電用奧氏體不銹鋼的動態再結晶行為[J].工程科學學報,2015,37(11):1447-1455》、《程曉農,桂香,羅銳,等.核電裝備用奧氏體不銹鋼的高溫本構模型及動態再結晶[J].材料導報,2019,33(11):1775-1781》、《喬思凡,趙志偉,許少言,等.固溶溫度對316L不銹鋼性能的影響[J]》、《王林,張明橋,黃小飛,等.鍛造工藝參數對316LN不銹鋼動態再結晶的影響[J].熱加工工藝,2016,45(7):151-154》等指出奧氏體不銹鋼在熱加工和熱處理過程中不發生相變，全奧氏體鋼(如本專利研究對象)更是如此，因此晶粒度控制主要依靠再結晶進行。從再結晶角度出發，目前奧氏體不銹鋼316H晶粒度控制的主要思路有：通過調整鍛造工藝參數和軋后熱處理工藝，例如上述研究論文和專利《高碳奧氏體不銹鋼中厚板的晶粒度控制方法，申請號：CN202010371442.2》等。鍛造工藝可以控制中間鍛坯的晶粒尺寸，但表心晶粒尺寸不一，無法應用于中厚板(尤其一些較薄規格)的最終成型。熱處理工藝主要是使晶粒均勻化，但對晶粒細化作用甚微，尤其對個別粗大晶粒。因此，由鍛造、軋制帶來的粗晶、混晶，熱處理很難消除，往往需要設定復雜熱處理工藝多次處理。軋制可以針對中厚板，在再結晶溫度區間內，通過逐級變形將粗大晶粒連續破碎，壓縮比大，晶粒破碎能力強，加上配套在線淬火(DQ+ACC)設備，可快速抑制軋后細晶粒長大，減少或消除粗晶、混晶，在軋制階段獲得細小均勻的晶粒。通過此軋制工藝控制316H中厚板晶粒度的研究鮮有報道。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術提供一種核電用316H奧氏體不銹鋼中厚板晶粒度控制方法，通過軋制工藝參數優化，形成一套新型控軋+冷卻模式，使得≤50mm厚，≤3000mm寬不銹鋼板316H軋后晶粒度達到4級～6級，晶粒尺寸均勻。

本發明解決上述問題所采用的技術方案為：一種核電用316H奧氏體不銹鋼中厚板晶粒度控制方法，316H主體成分設計，按照質量百分比為：C：0.04～0.05％，Si：≤0.6％，Mn：1.0～2.0％，Ni：11.5～12.5％，P：≤0.02％，S：≤0.003％，Cr：17.0～18.0％，Mo：2.5～2.7％。