CN103805906A - 一种乙烯裂解炉用奥氏体不锈钢板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种乙烯裂解炉用奥氏体不锈钢板，所述不锈钢板的化学成分以重量百分数计由下列组分组成：C：0.04-0.08，Si：1.4-1.6，Mn：3.5-3.8，P：≤0.035，S：≤0.030，Cr：16.0-17.0，Ni：8.5-9.5，N：0.08-0.12，Cu：0.40-0.60，Mo：0.30-0.40，Ce：0.2-0.4，余量为Fe及不可避免的杂质。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶金技术领域，尤其涉及一种乙烯裂解炉用奥氏体不锈钢板。
背景技术
乙烯裂解炉长期使用在高温中，承载拉伸、弯曲、扭着、疲劳和冲击等各种载荷，同时还与高温蒸汽等接触，使表面发生高温氧化或气体腐蚀。在高温环境下工作，钢和合金将产生原子扩散过程，从而引发金相组织转变，因此这就要求在该环境中使用的钢种必须具有良好的高温强度及与之相适应的塑性，抗高温氧化性，同时还要具有足够高的化学稳定性。随着技术的发展，使得其操作温度不断提高，其所使用部件表面温度已高达1100℃，这将对钢材的性能要求进一步提高。
现有技术中，在该环境中所使用的钢种是以HP糸列为主，HP40钢，虽然具有一定的抗高温氧化性能，但其制造成本高，使用寿命短，增加部件消耗，加大了生产成本，降低了生产效率。具有体心立方结构的铁素体型耐热钢，在600-650℃温度条件下其蠕变强度会明显下降。具有面心立方结构的奥氏体耐热钢，虽然在650℃或更高温度具有较高的高温强度，但因其奥氏体耐热钢中存在硬而脆的σ相，σ相在合金中形成片状且数量达到2-5％时，晶界出现偏聚会，引起脆化效应，最终导致合金失效，部件损坏。
发明内容
本发明的目的在于提出一种乙烯裂解炉用奥氏体不锈钢板，该不锈钢板具有较高的抗高温氧化性能，耐腐蚀性、抗疲劳、抗蠕变性能和抗冲击韧性，并具有较高的强度。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种乙烯裂解炉用奥氏体不锈钢板，所述不锈钢板的化学成分以重量百分数计由下列组分组成：C：0.04-0.08，Si：1.4-1.6，Mn：3.5-3.8，P：≤0.035，S：≤0.030，Cr：16.0-17.0，Ni：8.5-9.5，N：0.08-0.12，Cu：0.40-0.60，Mo：0.30-0.40，Ce：0.2-0.4，余量为Fe及不可避免的杂质。
优选，所述不锈钢板的化学成分以重量百分数计由下列组分组成：C：0.05-0.07，Si：1.45-1.55，Mn：3.6-3.7，P：≤0.035，S：≤0.030，Cr：16.3-16.7，Ni：8.8-9.2，N：0.09-0.11，Cu：0.45-0.55，Mo：0.32-0.38，Ce：0.25-0.35，余量为Fe及不可避免的杂质。
最优选，所述不锈钢板的化学成分以重量百分数计由下列组分组成：C：0.06，Si：1.50，Mn：3.65，P：≤0.035，S：≤0.030，Cr：16.5，Ni：9.0，N：0.10，Cu：0.50，Mo：0.35，Ce：0.30，余量为Fe及不可避免的杂质。
本发明乙烯裂解炉用奥氏体不锈钢板合金元素的主要作用如下：
C：众所周知，不锈钢中的碳含量通常较低；
Mn：脱氧和脱硫作用，确保抗氧化性的重要元素；
Si：脱氧、提高屈服强度、耐高温腐蚀性；
Ni：镍能提高钢的强度，而又保持良好的塑性和韧性。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力，在高温下有防锈和耐热能力。提高材料韧性，对强度的提高也有贡献；
Cr：确保抗氧化性、耐高温腐蚀性、提高高温强度不可缺少的元素，含量过低，不能显现效果，含量过高，强度和韧性显著降低；
N：在材料中起固溶、发挥其微细分散强化作用，可扩大和稳定奥氏体，N与其他合金元素形成强化相，增加沉淀强化相的数量，有利于加强沉淀强化效应，该发明中，N元素的加入主要起到抑制σ相的作用；
S、P：是材料中不可避免的有害杂质元素，其含量越低越好；
Cu：Cu可以使不锈钢具有较好的冲击韧性，并提高耐蚀性；
Mo：钼能使钢的晶粒细化，显著提高晶界的结合力，强化晶界，提高淬透性和热强性能，在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力。；
Ce：材料中加入Ce，与Cr、Si的复合作用下具有良好的抗氧化性，还具有明显脱硫改善硫化物夹杂的尺寸、形态和分布作用，减少材料中的夹杂物含量，可以改变夹杂物的组成、形态、分布和性质，抑制这些夹杂物在晶界中的偏析。
本发明具有如下有益效果：
成分设计合理、制造工艺简单，在900℃下具有优良的高温强度及与之相适应的塑性，较高的抗高温氧化性能，耐腐蚀性、抗疲劳、抗蠕变性能和抗冲击韧性。本发明不锈钢的力学性能为：抗拉强度：780-800Mpa，冲击韧性82，该钢在900℃下循环氧化100小时的氧化增重速度小于0.003g/m2。在1100℃高温下长期工作具有较高强度与耐腐蚀能力，其高温应力强度稳定，适用于乙烯裂解炉适用。
具体实施方式
实施例一
一种乙烯裂解炉用奥氏体不锈钢板，所述不锈钢板的化学成分以重量百分数计由下列组分组成：C：0.04，Si：1.6，Mn：3.5，P：≤0.035，S：≤0.030，Cr：17.0，Ni：8.5，N：0.12，Cu：0.40，Mo：0.40，Ce：0.2，余量为Fe及不可避免的杂质。
实施例二
一种乙烯裂解炉用奥氏体不锈钢板，所述不锈钢板的化学成分以重量百分数计由下列组分组成：C：0.08，Si：1.4，Mn：3.8，P：≤0.035，S：≤0.030，Cr：16.0，Ni：9.5，N：0.08，Cu：0.60，Mo：0.30，Ce：0.4，余量为Fe及不可避免的杂质。
实施例三
一种乙烯裂解炉用奥氏体不锈钢板，所述不锈钢板的化学成分以重量百分数计由下列组分组成：C：0.05，Si：1.55，Mn：3.6，P：≤0.035，S：≤0.030，Cr：16.7，Ni：8.8，N：0.11，Cu：0.45，Mo：0.38，Ce：0.25，余量为Fe及不可避免的杂质。
实施例四
一种乙烯裂解炉用奥氏体不锈钢板，所述不锈钢板的化学成分以重量百分数计由下列组分组成：C：0.07，Si：1.45，Mn：3.7，P：≤0.035，S：≤0.030，Cr：16.3，Ni：9.2，N：0.09，Cu：0.55，Mo：0.32，Ce：0.35，余量为Fe及不可避免的杂质。
实施例五
一种乙烯裂解炉用奥氏体不锈钢板，所述不锈钢板的化学成分以重量百分数计由下列组分组成：C：0.06，Si：1.5，Mn：3.65，P：≤0.035，S：≤0.030，Cr：16.5，Ni：9.0，N：0.10，Cu：0.50，Mo：0.35，Ce：0.3，余量为Fe及不可避免的杂质。
Claims (3)
1.一种乙烯裂解炉用奥氏体不锈钢板，其特征在于，所述不锈钢板的化学成分以重量百分数计由下列组分组成：C：0.04-0.08，Si：1.4-1.6，Mn：3.5-3.8，P：≤0.035，S：≤0.030，Cr：16.0-17.0，Ni：8.5-9.5，N：0.08-0.12，Cu：0.40-0.60，Mo：0.30-0.40，Ce：0.2-0.4，余量为Fe及不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的一种乙烯裂解炉用奥氏体不锈钢板，其特征在于，所述不锈钢板的化学成分以重量百分数计由下列组分组成：C：0.05-0.07，Si：1.45-1.55，Mn：3.6-3.7，P：≤0.035，S：≤0.030，Cr：16.3-16.7，Ni：8.8-9.2，N：0.09-0.11，Cu：0.45-0.55，Mo：0.32-0.38，Ce：0.25-0.35，余量为Fe及不可避免的杂质。
3.如权利要求2所述的一种乙烯裂解炉用奥氏体不锈钢板，其特征在于，所述不锈钢板的化学成分以重量百分数计由下列组分组成：C：0.06，Si：1.50，Mn：3.65，P：≤0.035，S：≤0.030，Cr：16.5，Ni：9.0，N：0.10，Cu：0.50，Mo：0.35，Ce：0.30，余量为Fe及不可避免的杂质。
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| CN105039873A (zh) * | 2015-08-03 | 2015-11-11 | 合肥通用机械研究院 | 一种乙烯裂解炉管用微合金化25Cr35NiNb合金钢 |
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2012
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| CN105039873A (zh) * | 2015-08-03 | 2015-11-11 | 合肥通用机械研究院 | 一种乙烯裂解炉管用微合金化25Cr35NiNb合金钢 |
| CN105039873B (zh) * | 2015-08-03 | 2017-09-26 | 合肥通用机械研究院 | 一种乙烯裂解炉管用微合金化25Cr35NiNb合金钢 |
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