CN105200346A

CN105200346A - 一种蒸发器拉杆和拉杆螺母用12Cr13棒材

Info

Publication number: CN105200346A
Application number: CN201510607396.0A
Authority: CN
Inventors: 刘威; 华大凤
Original assignee: Jiangsu Xinhe Alloy Science & Technology Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Xinhe Alloy Science & Technology Co Ltd
Priority date: 2015-09-22
Filing date: 2015-09-22
Publication date: 2015-12-30

Abstract

本发明公开了一种蒸发器拉杆和拉杆螺母用12Cr13棒材按质量分数计，其组成为：碳C：0.13-0.15%；硅Si：0.10-0.25%；Mn：0.5-0.8%；磷P：≤0.015%；硫S：≤0.005%；铬Cr：11.60-12.10%；钼Mo:0.1-0.15%；镍Ni：0.6-0.8%；硼B：0.003-0.008%；砷As：≤0.94%；？铅Pb：≤11.8%；汞Hg：≤0.6%；余量为铁Fe，本发明具有实现通过成分调整和搭配，合理的生产工艺和热处理制度达到并远超合金技术要求，产品合格率达到100%。

Description

一种蒸发器拉杆和拉杆螺母用12Cr13棒材

技术领域

本发明涉及一种蒸汽发生连接用合金棒材，特别是一种蒸发器拉杆和拉杆螺母用12Cr13棒材。

背景技术

12Cr13即国家标准的1Cr13，RCCM标准X12Cr13，在GB/T1220-2007标准中对1Cr13有明确的技术要求，从材料学上讲强度和韧性总是对立的，不能同一材料强度又高韧性还有好。所以，只有通过优化成分搭配和合金元素作用，通过合理的生产工艺和热处理制度方能满足客户要求，本发明涉及蒸发器拉杆和拉杆螺母用12Cr13棒材，该材料目前主要运用国内自主研发的蒸汽发生拉杆和拉杆螺母用棒材，是蒸汽发生连接用合金棒材，该材料要求调质后得到回火索氏体组织因其极其严格和特殊的性能要求使其成材率极低，0℃KV冲击试验测试值仅在30J左右，热处理调整0℃KV冲击后拉伸试验又无法满足，且性能不稳定报废量极大，本发明通过成分调整和搭配，合理的生产工艺和热处理制度达到并远超合金技术要求，产品合格率达到100%。

发明内容

本发明的目的是通过以下技术方案来实现通过成分调整和搭配，合理的生产工艺和热处理制度达到并远超合金技术要求，产品合格率达到100%。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种蒸发器拉杆和拉杆螺母用12Cr13棒材，所述一种蒸发器拉杆和拉杆螺母用12Cr13棒材按质量分数计，其组成为：

碳C：0.13-0.15%；

硅Si：0.10-0.25%；

锰Mn：0.5-0.8%；

磷P：≤0.015%；

硫S：≤0.005%；

铬Cr：11.60-12.10%；

钼Mo:0.1-0.15%；

镍Ni：0.6-0.8%；

硼B：0.003-0.008%；

砷As：≤0.94%；

铅Pb：≤11.8%；

汞Hg：≤0.6%。

本发明进一步改进在于：所述上述配比中按照配比原则余量为铁Fe。

本发明进一步改进在于：所述一种蒸发器拉杆和拉杆螺母用12Cr13棒材的制作方法为：

A、首先按本发明准备碳、硅、锰、磷、硫、铬、钼、镍、硼、砷、铅、汞、铁成分进行配料；

B、将上述配置好的材料进行中频冶炼→电渣精炼→锻造（锻造加热温度1140~1160℃）→超声检测→热轧→热处理（990~1000淬火+680~700℃回火）→超声检测→划线取样→性能测试（成分、室温拉伸、750℃拉伸、金相、750℃高温持久）→车光研磨成品。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、碳的作用：碳在马氏体不锈钢中主要形成元素，是γ相形成元素，碳是马氏体不锈钢重要组成元素，是马氏体不锈钢相变的根本原因，碳取上限能够减少б相，提高淬透性，提升钢材的强度。

2、铬的作用：铬是铁素体形成元素，足够量铬可使钢形成单一铁素体组织，与碳的作用是产生马氏体的主要元素。铬能是C曲线右移提高淬透性，铬是不锈钝化的主要合金元素。铬取下线能够减少б相，减少铁素体形成。

3、硅的作用：硅在高温氧化后生产SiO2，分布在氧化膜与基体金属的界面处，可以阻止氧渗入，降低合金的氧化速度。硅和稀土元素同时存在时，硅提高抗氧化性能的作用更加显著，适当的硅在炼钢中能够去除氧，减少夹杂物的形成。

4、锰的作用：锰是奥氏体形成元素，炼钢中加入锰可以去氧，少量锰与硫形成MnS能够降低热脆。

5、镍的作用：镍扩大了γ相区，降低了Ms温度，少量镍能够减少б相并且提高淬透性。本发明中添加镍元素极大的改善了材料的低温冲击韧性。

6、硼作用：少量加入硼元素能够细化晶粒，提升淬透性。

7、钼的作用：提高回火稳定性和强化二次硬化效应，过高的钼会形成б相，少量钼提高淬透性和强韧性。

8、铁的作用：是材料基体，随材料组成元素变化产生相变。

9、本发明配方及制备工艺主要技术特点是：选择和控制及窄的成分范围，添加Ni、Mo、B合金元素、元素范围控制上提高淬透性、降低б相，添加元素选择强韧化元素，生产工艺上采用中频+电渣重熔的工艺，减少夹杂和有害相，并严格控制锻造和热轧温度和冷却速率，通过合理的热处理工艺得到很好的综合性能。

10、目前在制的蒸汽发生器CAP1400、AP1000、CPR1000等蒸发器都用到定距螺杆，采用的执行标准虽有所不同，本发明的12Cr13性能均满足以上蒸发器标准要求。

11、通过设计合理的成分搭配，本发明通过成分调整和搭配，合理的生产工艺和热处理制度（990~1000淬火+680~700℃回火）达到并远超合金技术要求，产品合格率达到100%。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

实验原料：碳、硅、锰、磷、硫、铬、钼、镍、硼、砷、铅、汞、铁。

实验过程：首先按本发明准备碳、硅、锰、磷、硫、铬、钼、镍、硼、砷、铅、汞、铁成分进行配料，再进行中频冶炼→电渣精炼→锻造（锻造加热温度1140~1160℃）→超声检测→热轧→热处理（990~1000淬火+680~700℃回火）→超声检测→划线取样→性能测试（成分、室温拉伸、750℃拉伸、金相、750℃高温持久）→车光研磨成品。

测试方法：将配方材料按照5种不同的比例进行配比，制备。

性能测试:将5种配比中每支棒材测试硬度后取硬度最高和最低的两支来测试室温拉伸、高温拉伸、0℃冲击结果见表二。

表一

组分	实施咧1	实施咧2	实施咧3	实施咧4	实施咧5
						碳	0.13	0.134	0.138	0.142	0.15
硅	0.10	0.13	0.16	0.19	0.25
						锰	0.5	0.56	0.62	0.68	0.8
磷	0.005	0.007	0.009	0.011	0.015
						硫	0.0008	0.0009	0.001	0.002	0.005
铬	11.60	11.70	11.80	11.90	12.10
						钼	0.1	0.11	0.12	0.13	0.15
镍	0.6	0.64	0.68	0.72	0.8
						硼	0.003	0.004	0.005	0.006	0.008
砷	0.1	0.27	0.44	0.61	0.94
						铅	1.8	3.8	5.8	7.8	11.8
汞	0.1	0.2	0.3	0.4	0.6
						铁	84.9612	82.4441	79.927	77.409	72.382

表二

由表二数据得到，通过表二的拉伸试验、KV冲击试验以及硬度试验，本发明通过设计合理的成分搭配以及通过成分调整和搭配，合理的生产工艺和热处理制度（990~1000淬火+680~700℃回火）达到并远超合金技术要求，产品合格率达到100%。

以上所述仅为说明本发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种蒸发器拉杆和拉杆螺母用12Cr13棒材，其特征在于，所述一种蒸发器拉杆和拉杆螺母用12Cr13棒材按质量分数计，其组成为：

碳C：0.13-0.15%；

硅Si：0.10-0.25%；

锰Mn：0.5-0.8%；

磷P：≤0.015%；

硫S：≤0.005%；

铬Cr：11.60-12.10%；

钼Mo:0.1-0.15%；

镍Ni：0.6-0.8%；

硼B：0.003-0.008%；

砷As：≤0.94%

铅Pb：≤11.8%

汞Hg：≤0.6%。

2.根据权利要求1所述一种蒸发器拉杆和拉杆螺母用12Cr13棒材，其特征在于：所述上述配比中按照配比原则余量为铁Fe。

3.根据权利要求1所述一种蒸发器拉杆和拉杆螺母用12Cr13棒材，其特征在于：所述一种蒸发器拉杆和拉杆螺母用12Cr13棒材的制作方法为：

B、将配比好的材料进行中频冶炼→电渣精炼→锻造（锻造加热温度1140~1160℃）→超声检测→热轧→热处理（990~1000淬火+680~700℃回火）→超声检测→划线取样→性能测试（成分、室温拉伸、750℃拉伸、金相、750℃高温持久）→车光研磨成品。