CN102002642A - 一种超高强度无磁不锈钢 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及冶金类，奥氏体无磁不锈钢领域，具体涉及一种超高强度无磁不锈钢和一种涉及该材质的穿心螺杆，所述不锈钢各组分所占重量百分比分别为:C0.08-0.12、Cr17.5-20.0、Mn17.5-20.0、N0.47-0.61、P≤0.030、S≤0.015、Si为0.40-0.80，其余为Fe，本发明的优点是，以高Mn、高N代替Ni，制造成本低，耐高温、耐腐蚀，性能好，达到超高强度，本发明涉及的超高强度无磁不锈钢材料的穿心螺杆，可用于100万、150万千瓦大型汽轮发电机组定子固定矽钢片构架的拉紧螺杆(穿心螺杆)。
Description
技术领域
本发明涉及冶金类，奥氏体无磁不锈钢领域，具体涉及一种超高强度无磁不锈钢和一种涉及该材质的拉紧螺杆。
背景技术
随着科学技术的进步，汽轮发电机容量越造越大。19世纪初汽轮发电机容量只有10万、20万千瓦，到了20世纪六十年代汽轮发电组已发展到30万—60万千瓦，到了20世纪末已发展到60万—100万千瓦，20世纪末21世纪初国外已发展到了150万千瓦特大型发电机组，并诞生百万千瓦超临界发电机组。百万千瓦大型发电机组电机容量增加，温度也提高，使用寿命也要达到60年。这对发电机定子固定矽钢片构架的穿心螺杆提出了更高要求，要求耐高温、耐腐蚀、超高强度。因而需要一种超高强度，无磁的新材料。
发明内容
本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种超高强度无磁不锈钢材料，该材料用于100万—150万千瓦大型汽轮发电机组定子固定矽钢片构架的拉紧螺杆（穿心螺杆），材料成分设计合理，使用该材料的无磁不锈钢穿心螺杆的强度Rm≥1000Mpa；无磁：导磁率μ≤1.005。
本发明目的实现由以下技术方案完成：
一种超高强度无磁不锈钢，其特征在于所述不锈钢各组分所占重量百分比分别为: C 0.08-0.12、Cr17.5-20.0、Mn 17.5-20.0、N 0.47-0.61、P≤0.030、S≤0.015、Si为0.40-0.80，其余为Fe。
一种超高强度无磁不锈钢穿心螺杆的制造方法，包括无磁不锈钢棒钢锭的冶炼制造、钢锭经过锻造、热轧、固溶热处理、冷拔、冷作强化制成穿心螺杆，其特征在于钢棒钢锭的冶炼制造过程中，加入不低于占整个原料重量百分比60%的原生态废钢，该原生态废钢指的是矿石炼成钢材切下的料头、杂质很少的第一代废钢，所述钢锭中各组分所占重量百分比分别为: C 0.08-0.12、Cr17.5-20.0、Mn 17.5-20.0、N 0.47-0.61、P≤0.030、S≤0.015、Si为0.40-0.80，其余为Fe。
在锻造过程中，锻造比≥5。
在热轧过程中，轧制温度为1050-1100℃。
在固溶热处理过程中，固溶温度1040℃-1050℃。
在冷拔、冷作强化后，变形量控制在Pt8~14%。
本发明的优点是，以高Mn、高N代替Ni，制造成本低，耐高温、耐腐蚀，性能好，达到超高强度，本发明的超高强度无磁不锈钢材料的穿心螺杆，可用于100万、150万千瓦大型汽轮发电机组定子固定矽钢片构架的拉紧螺杆（穿心螺杆）。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
本实施例提供了一种超高强度无磁不锈钢新材料1Mn18Cr18N，放弃使用Ni，制造成本低，耐高温、耐腐蚀，性能好，所生产的穿心螺杆产品为超高强度：Rm≥1000Mpa，无磁，导磁率μ≤1.005的超高强度无磁不锈钢穿心螺杆。
本实施例涉及的材料组分中提高了Mn、N的含量，将一定量的原料中加入不低于占整个原料重量百分比60%的原生态废钢，经过精炼、VD真空脱气获得单相纯奥氏体组织的钢锭，其组分如下：。
| C | Cr | Mn | N | P | S | Si | Fe |
| 0.08-0.12 | 17.50-20 | 17.50-20 | 0.47-0.61 | ≤0.030 | ≤0.015 | 0.40-0.8 | 其余 |
将1Mn18Cr18N钢锭经过精锻、热轧、固溶热处理、冷拔、冷作强化，变形量控制在Pt8~14%，然后进行旋风切削，无芯研磨和抛光。制成超高强度无磁不锈钢穿心螺杆。其中的原生态废钢指的是矿石炼成钢材切下的料头，且杂质很少的第一代废钢。
1， 锻造出坯，为了强化组织，加大锻造比，锻造比≥5。
2， 热轧成型，为了提高其强度，轧制温度1050-1100℃，并清除其缺陷。
3， 固溶热处理，固溶温度1040℃-1050℃，并经酸洗清除缺陷。
4， 冷拔，冷作强化；变形量控制在Pt8~14%,切除头尾。
5， 旋风切削剥皮。
6， 无芯研磨和抛光。
经过以上工艺流程制造出应用于100万、150万千瓦大型汽轮发电机组定子固定矽钢片构架的穿心螺杆——超高强度无磁不锈钢穿心螺杆。
以下是本实施例产品与现有技术产品的化学成分对比表：
| 材料 | C | Mn | Cr | Ni | Si | N | P | S |
| 1Cr18Mn12NiN | ≦0.15 | 11.0-14.0 | 16.5-19.0 | 0.5-2.5 | ≦1.0 | 0.20-0.45 | ≦0.035 | ≦0.030 |
| 3HCMnN | 0.4-0.6 | 17.5-20.0 | 4.0-6.0 | ≦0.5 | ≦1.0 | 0.05-0.12 | ≦0.025 | ≦0.015 |
| 1Mn18Cr18N | 0.08-0.12 | 17.5-20.0 | 17.5-20 | 0.4-0.8 | 0.47-0.61 | ≦0.030 | ≦0.015 |
以下是本实施例产品与现有技术产品的力学性能对比表：
| 材料 | 强度Rm MPa | 屈服强度Rp0.2 MPa | 延伸率A5% | 断面收缩率Z% | 导磁率μ |
| 3HCMnN | ≥850 | ≥685 | ≥35 | ≥55 | ≦1.02 |
| 1Cr18Mn12NiN | ≥760 | ≥485 | ≥35 | ≥55 | ≦1.05 |
| 1Mn18Cr18N | ≥1020 | ≥970 | ≥17 | ≥55 | ≦1.005 |
由上表可以看到本实施例产品的强度、屈服强度、延伸率以及导磁率均明显优于现有技术。
Claims (1)
1.一种超高强度无磁不锈钢，用于制造100万-150万千瓦大型发电机拉紧螺杆，其特征在于所述不锈钢各组分所占重量百分比分别为: C 0.08-0.12、Cr17.5-20.0、Mn 17.5-20.0、N 0.47-0.61、P≤0.030、S≤0.015、Si为0.40-0.80，其余为Fe。
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