CN106048413A - 一种降低高性能耐热不锈钢材料链状碳化物的方法 - Google Patents

一种降低高性能耐热不锈钢材料链状碳化物的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种降低高性能耐热不锈钢材料链状碳化物的方法，该方法包括以下步骤：以重量百分比计，包括C：0.08%‑0.15%、Si：≤0.1%、Mn：0.35%~0.65%、P：≤0.015%、S：≤0.010%、Cr：10%~12%、Mo：0.1%‑0.4%、V：0.15%‑0.25%、Ni：0.3%~0.7%、Co：2.5%~3.5%、W：2.4%‑3.0%、Nb：0.05~0.12%、N：0.01%‑0.035%、B：0.01%‑0.025%、Al≤0.015%、以及余量Fe和不可避免的杂质；在一次冶炼时加入1‑1.5公斤/吨的稀土元素Zr，并浇注制得电极棒；将制得的电极棒进行电渣二次重熔，制得电渣钢锭；用制得的电渣锭装入加热炉，加热至1150‑1170℃，保温一定时间后出炉锻造，制成坯料；将制得坯料装入加热炉，加热至1150‑1170℃，保温一定时间后出炉锻造成材；通过本发明生产制得的耐热不锈钢材料组织均匀，从而较大的提高了合金材料的高温蠕变性能及疲劳寿命。

Description

一种降低高性能耐热不锈钢材料链状碳化物的方法
技术领域
本发明涉及一种不锈钢材料链状碳化物的方法，具体为一种降低高性能耐热不锈钢材料链状碳化物的方法，属于合金材料应用技术领域。
背景技术
随着科学技术的发展，对特殊合金产量及品种的需要日益扩大，对质量的要求也越来越严格、苛刻，近年来，围绕提高特殊合金性能、质量、品种、效率，降低特殊合金成本、节能降耗、环境友好等方面采用了一系列新技术、新工艺、新装备，使得特殊合金的洁净度、均匀度、组织细化度和尺寸精度等有了很大提高，本发明所涉及的高性能耐热不锈钢材料多用于超超临界汽轮机组叶片，其工作温度达600℃以上、工作压力27-31Mpa，在这样恶劣的工作环境下，若材料的组织不够均匀，例如，组织中存在链状碳化物，将大大影响其疲劳寿命及高温蠕变性能，从而降低材料的使用寿命，增加机组的运行成本，浪费社会资源。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种降低高性能耐热不锈钢材料链状碳化物的方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种降低高性能耐热不锈钢材料链状碳化物的方法，所述不锈钢材料以重量百分比计，包括C：0.08%-0.15%、Si：≤0.1%、Mn：0.35%~0.65%、P：≤0.015%、S：≤0.010%、Cr：10%~12% 、Mo：0.1%-0.4% 、V：0.15%-0.25%、Ni：0.3%~0.7%、Co：2.5%~3.5%、W：2.4%-3.0%、Nb：0.05~0.12%、N：0.01%-0.035%、B：0.01%-0.025%、Al≤0.015%、以及余量Fe和不可避免的杂质；其步骤如下：
步骤A、取所需元素于真空感应炉中熔炼，熔炼温度1520~1560℃，在熔炼过程中调节各元素的含量，使其重量比符合设计要求，在一次冶炼时加入1-1.5公斤/吨的稀土元素Zr，并浇注制得电极棒；
步骤B、将步骤A制得的电极棒进行电渣二次重熔，制得电渣钢锭；
步骤C、将步骤B制得的电渣锭装入加热炉，加热至1150-1170℃，保温一定时间后出炉锻造，制成坯料；
步骤D、将步骤C制得坯料装入加热炉，加热至1150-1170℃，保温一定时间后出炉锻造成材。
优选的，步骤B中，电渣重熔所用渣料，由以下质量百分比成分组成：CaF2:75%，Al2O3:10%，CaO：10%，MgO：5%。
优选的，步骤C中，根据钢锭大小计算，保温时间为0.3-0.5min/mm。
优选的，步骤D中, 根据坯料大小计算，保温时间为5-7min/mm。
优选的，步骤C中的锻造过程如下：将钢锭进行合金相变处理，将保温好的钢锭退火后快速冷却到800℃，然后转入保温炉中进行相变，再升温至一定温度进行锻造成坯料。
本发明的有益效果是：该种降低高性能耐热不锈钢材料链状碳化物的方法冶炼的不锈钢材料具有良好的机械性能和化学稳定性，其中电渣重熔所用渣料的百分比能够很好提高产品的性能，能提高产品成材率，通过本发明生产制得的耐热不锈钢材料组织均匀，从而较大的提高了合金材料的高温蠕变性能及疲劳寿命，有良好的经济效益和社会效益，适合推广使用。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
一种降低高性能耐热不锈钢材料链状碳化物的方法，所述不锈钢材料以重量百分比计，包括C：0.08%-0.15%、Si：≤0.1%、Mn：0.35%~0.65%、P：≤0.015%、S：≤0.010%、Cr：10%~12% 、Mo：0.1%-0.4% 、V：0.15%-0.25%、Ni：0.3%~0.7%、Co：2.5%~3.5%、W：2.4%-3.0%、Nb：0.05~0.12%、N：0.01%-0.035%、B：0.01%-0.025%、Al≤0.015%、以及余量Fe和不可避免的杂质；其步骤如下：
步骤A、取所需元素于真空感应炉中熔炼，熔炼温度1520~1560℃，在熔炼过程中调节各元素的含量，使其重量比符合设计要求，在一次冶炼时加入1-1.5公斤/吨的稀土元素Zr，并浇注制得电极棒；
步骤B、将步骤A制得的电极棒进行电渣二次重熔，制得电渣钢锭；
步骤C、将步骤B制得的电渣锭装入加热炉，加热至1150-1170℃，保温一定时间后出炉锻造，制成坯料；
步骤D、将步骤C制得坯料装入加热炉，加热至1150-1170℃，保温一定时间后出炉锻造成材。
作为本发明的一种优化技术方案：步骤B中，电渣重熔所用渣料，由以下质量百分比成分组成：CaF2:75%，Al2O3:10%，CaO：10%，MgO：5%；步骤C中，根据钢锭大小计算，保温时间为0.3min/mm；步骤D中, 根据坯料大小计算，保温时间为5min/mm；步骤C中的锻造过程如下：将钢锭进行合金相变处理，将保温好的钢锭退火后快速冷却到800℃，然后转入保温炉中进行相变，再升温至一定温度进行锻造成坯料。
实施例二：
一种降低高性能耐热不锈钢材料链状碳化物的方法，所述不锈钢材料以重量百分比计，包括C：0.08%-0.15%、Si：≤0.1%、Mn：0.35%~0.65%、P：≤0.015%、S：≤0.010%、Cr：10%~12% 、Mo：0.1%-0.4% 、V：0.15%-0.25%、Ni：0.3%~0.7%、Co：2.5%~3.5%、W：2.4%-3.0%、Nb：0.05~0.12%、N：0.01%-0.035%、B：0.01%-0.025%、Al≤0.015%、以及余量Fe和不可避免的杂质；其步骤如下：
步骤A、取所需元素于真空感应炉中熔炼，熔炼温度1520~1560℃，在熔炼过程中调节各元素的含量，使其重量比符合设计要求，在一次冶炼时加入1-1.5公斤/吨的稀土元素Zr，并浇注制得电极棒；
步骤B、将步骤A制得的电极棒进行电渣二次重熔，制得电渣钢锭；
步骤C、将步骤B制得的电渣锭装入加热炉，加热至1150-1170℃，保温一定时间后出炉锻造，制成坯料；
步骤D、将步骤C制得坯料装入加热炉，加热至1150-1170℃，保温一定时间后出炉锻造成材。
作为本发明的一种优化技术方案：步骤B中，电渣重熔所用渣料，由以下质量百分比成分组成：CaF2:75%，Al2O3:10%，CaO：10%，MgO：5%；步骤C中，根据钢锭大小计算，保温时间为0.5min/mm；步骤D中, 根据坯料大小计算，保温时间为7min/mm；步骤C中的锻造过程如下：将钢锭进行合金相变处理，将保温好的钢锭退火后快速冷却到800℃，然后转入保温炉中进行相变，再升温至一定温度进行锻造成坯料。
实施例三：
一种降低高性能耐热不锈钢材料链状碳化物的方法，所述不锈钢材料以重量百分比计，包括C：0.08%-0.15%、Si：≤0.1%、Mn：0.35%~0.65%、P：≤0.015%、S：≤0.010%、Cr：10%~12% 、Mo：0.1%-0.4% 、V：0.15%-0.25%、Ni：0.3%~0.7%、Co：2.5%~3.5%、W：2.4%-3.0%、Nb：0.05~0.12%、N：0.01%-0.035%、B：0.01%-0.025%、Al≤0.015%、以及余量Fe和不可避免的杂质；其步骤如下：
步骤A、取所需元素于真空感应炉中熔炼，熔炼温度1520~1560℃，在熔炼过程中调节各元素的含量，使其重量比符合设计要求，在一次冶炼时加入1-1.5公斤/吨的稀土元素Zr，并浇注制得电极棒；
步骤B、将步骤A制得的电极棒进行电渣二次重熔，制得电渣钢锭；
步骤C、将步骤B制得的电渣锭装入加热炉，加热至1150-1170℃，保温一定时间后出炉锻造，制成坯料；
步骤D、将步骤C制得坯料装入加热炉，加热至1150-1170℃，保温一定时间后出炉锻造成材。
作为本发明的一种优化技术方案：步骤B中，电渣重熔所用渣料，由以下质量百分比成分组成：CaF2:75%，Al2O3:10%，CaO：10%，MgO：5%；步骤C中，根据钢锭大小计算，保温时间为0.4min/mm；步骤D中, 根据坯料大小计算，保温时间为6min/mm；步骤C中的锻造过程如下：将钢锭进行合金相变处理，将保温好的钢锭退火后快速冷却到800℃，然后转入保温炉中进行相变，再升温至一定温度进行锻造成坯料。
根据实施例一、二、三制作的不锈钢材料经过检测，不锈钢材料中的链状碳化物基本没有，符合国家标准，通过该种方法制作的不锈钢材料具有良好的机械性能和化学稳定性，其中电渣重熔所用渣料的百分比能够很好提高产品的性能，能提高产品成材率，通过本发明生产制得的耐热不锈钢材料组织均匀，从而较大的提高了合金材料的高温蠕变性能及疲劳寿命。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种降低高性能耐热不锈钢材料链状碳化物的方法，其特征在于，所述不锈钢材料以重量百分比计，包括C：0.08%-0.15%、Si：≤0.1%、Mn：0.35%~0.65%、P：≤0.015%、S：≤0.010%、Cr：10%~12% 、Mo：0.1%-0.4% 、V：0.15%-0.25%、Ni：0.3%~0.7%、Co：2.5%~3.5%、W：2.4%-3.0%、Nb：0.05~0.12%、N：0.01%-0.035%、B：0.01%-0.025%、Al≤0.015%、以及余量Fe和不可避免的杂质；其步骤如下：
步骤A、取所需元素于真空感应炉中熔炼，熔炼温度1520~1560℃，在熔炼过程中调节各元素的含量，使其重量比符合设计要求，在一次冶炼时加入1-1.5公斤/吨的稀土元素Zr，并浇注制得电极棒；
步骤B、将步骤A制得的电极棒进行电渣二次重熔，制得电渣钢锭；
步骤C、将步骤B制得的电渣锭装入加热炉，加热至1150-1170℃，保温一定时间后出炉锻造，制成坯料；
步骤D、将步骤C制得坯料装入加热炉，加热至1150-1170℃，保温一定时间后出炉锻造成材。
2.根据权利要求1所述的一种降低高性能耐热不锈钢材料链状碳化物的方法，其特征在于：步骤B中，电渣重熔所用渣料，由以下质量百分比成分组成：CaF2:75%，Al2O3:10%，CaO：10%，MgO：5%。
3.根据权利要求1所述的一种降低高性能耐热不锈钢材料链状碳化物的方法，其特征在于：步骤C中，根据钢锭大小计算，保温时间为0.3-0.5min/mm。
4.根据权利要求1所述的一种降低高性能耐热不锈钢材料链状碳化物的方法，其特征在于：步骤D中, 根据坯料大小计算，保温时间为5-7min/mm。
5.根据权利要求1所述的一种降低高性能耐热不锈钢材料链状碳化物的方法，其特征在于：步骤C中的锻造过程如下：将钢锭进行合金相变处理，将保温好的钢锭退火后快速冷却到800℃，然后转入保温炉中进行相变，再升温至一定温度进行锻造成坯料。
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