CN107779784A - F321核军工用奥氏体不锈钢及钢锭生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种F321核军工用奥氏体不锈钢，按重量百分比计算，包括以下成分：C≤0.080％；Si≤1.00％；Mn≤2.00％；P≤0.015％；S≤0.005％；Cr：17.00％～19.00％；Ni：9.00％～12.00％；Ti：0.50％～0.70％；B≤0.0018％；其余为Fe和不可避免的杂质。F321核军工用奥氏体不锈钢可以获得如下的力学性能常温下：Rm(Mpa)≥545；Rp0.2(Mpa)≥244；A(％)≥43；AKV(J)≥62；350℃下：Rm(Mpa)≥411；Rp0.2(Mpa)≥142。因此在高温下也具有优良的力学性能，适合高温下使用的高温汽冷堆的外壳体。

Description

F321核军工用奥氏体不锈钢及钢锭生产方法
技术领域
本发明涉及一种F321核军工用奥氏体不锈钢及钢锭生产方法，属于合金钢技术领域。
背景技术
在核电站，尤其是高温汽冷堆的外壳体需要在高温和辐射的条件下工作，因此，制造高温汽冷堆的外壳体的材料需要在高温下仍然具有良好的强度，耐锈蚀的同时也要具有良好的防辐射要求，而现有技术中的不锈钢无法达到上述要求。
发明内容
因此，本发明所要解决的技术问题在于克服上述技术缺陷，从而提供一种耐腐蚀和在高温和常温下均具有优良的综合力学性能的F321核军工用奥氏体不锈钢。
为解决上述技术问题，本发明的一种F321核军工用奥氏体不锈钢，按重量百分比计算，包括以下成分：
C≤0.080％；Si≤1.00％；Mn≤2.00％；P≤0.015％；S≤0.005％；Cr：17.00％～19.00％；Ni：9.00％～12.00％；Ti：0.50％～0.70％；B≤0.0018％；其余为Fe和不可避免的杂质。
优选地，本发明的F321核军工用奥氏体不锈钢，按重量百分比计算，包括以下成分：
C≤0.060％；Si≤0.90％；Mn≤1.80％；P≤0.010％；S≤0.003％；Cr：17.50％～18.50％；Ni：10.00％～11.00％；Ti：0.55％～0.65％；B≤0.0015％； 其余为Fe和不可避免的杂质。
优选地，本发明的F321核军工用奥氏体不锈钢，按重量百分比计算，包括以下成分：
C：0.050％；Si：0.80％；Mn：1.60％；P≤0.010％；S≤0.002％；Cr：18.0％；Ni：10.50％；Ti：0.060％；B：0.0015％；其余为Fe和不可避免的杂质。
本发明还提供一种F321核军工用奥氏体不锈钢钢锭生产方法，包括如下步骤：
S1：钢水预处理，使用KR法将钢水进行钢水预脱硫，将硫含量降低至0.01％；
S2：电弧炉冶炼，将钢水、废钢和生铁加入电弧炉中进行冶炼，冶炼至碳含量低于0.05％，磷含量低于0.01％出钢，出钢温度低于1650℃；
S3：出钢操作，出钢进行过程中加入Si、Mn合金元素进行脱氧，并加入碳粉和造渣剂；
S4：炉外精炼，在LF炉中加入Cr元素并进行吹氧脱C，分别将Cr元素含量控制到终点含量的85-90％、和C元素含量控制到终点含量的100-105％；再采用VOD炉脱氧添加Cr将Cr元素含量控制到终点含量，在RH真空精炼炉中脱氧后加入钢中需要的合金元素，再加入钙铁合金并通入惰性气体搅拌15min以上，将钢水升至1580℃，加入覆盖剂；
S5：将钢水通过模铸或者连铸形成钢坯。
优选地，本发明的F321核军工用奥氏体不锈钢钢锭生产方法，通过连铸产钢坯时使用电磁搅拌，电磁搅拌的频率为450Hz。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
本发明的F321核军工用奥氏体不锈钢可以获得如下的力学性能常温下：Rm(Mpa)≥545；Rp0.2(Mpa)≥244；A(％)≥43；AKV(J)≥62；350℃下：Rm(Mpa)≥411；Rp0.2(Mpa)≥142。因此在高温下也具有优良的力学性能，适合高温下使用的高温汽冷堆的外壳体。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现说明本发明的具体实施方式。
实施例1-5
实施例1-5分别提供一种F321核军工用奥氏体不锈钢，按重量百分比计算，包括如表1所示的成分：
其余为Fe和不可避免的杂质。
表1实施例1-5成分(wt.％)
实施例6
一种F321核军工用奥氏体不锈钢钢锭生产方法，用于制作如实施例1成分的钢锭，包括如下步骤：
S1：钢水预处理，使用KR法将钢水进行钢水预脱硫，将硫含量降低至0.01％；
S2：电弧炉冶炼，将钢水、废钢和生铁加入电弧炉中进行冶炼，冶炼至碳含量低于0.05％，磷含量低于0.01％出钢，出钢温度低于1650℃；
S3：出钢操作，出钢进行过程中加入Si、Mn合金元素进行脱氧，并加入碳粉和造渣剂；
S4：炉外精炼，在LF炉中加入Cr元素并进行吹氧脱C，分别将Cr元素含量控制到终点含量的85％、和C元素含量控制到终点含量的100％；再采用VOD炉脱氧添加Cr将Cr元素含量控制到终点含量，在RH真空精炼炉中脱氧后加入钢中需要的合金元素，再加入钙铁合金并通入惰性气体搅拌15min以上，将钢水升至1580℃，加入覆盖剂；
S5：将钢水通过连铸形成钢坯，通过连铸生产钢坯时使用电磁搅拌，电磁搅拌的频率为450Hz。
实施例7
一种F321核军工用奥氏体不锈钢钢锭生产方法，用于制作如实施例1成分的钢锭，包括如下步骤：
S1：钢水预处理，使用KR法将钢水进行钢水预脱硫，将硫含量降低至0.01％；
S2：电弧炉冶炼，将钢水、废钢和生铁加入电弧炉中进行冶炼，冶炼至碳含量低于0.05％，磷含量低于0.01％出钢，出钢温度低于1650℃；
S3：出钢操作，出钢进行过程中加入Si、Mn合金元素进行脱氧，并加入碳粉和造渣剂；
S4：炉外精炼，在LF炉中加入Cr元素并进行吹氧脱C，分别将Cr元素含量控制到终点含量的88％、和C元素含量控制到终点含量的102％；再采用VOD炉脱氧添加Cr将Cr元素含量控制到终点含量，在RH真空精炼炉中脱氧后加入钢中需要的合金元素，再加入钙铁合金并通入惰性气体搅拌15min以上，将钢水升至1580℃，加入覆盖剂；
S5：将钢水通过连铸形成钢坯，通过连铸生产钢坯时使用电磁搅拌，电磁 搅拌的频率为450Hz。
实施例8
一种F321核军工用奥氏体不锈钢钢锭生产方法，用于制作如实施例1成分的钢锭，包括如下步骤：
S1：钢水预处理，使用KR法将钢水进行钢水预脱硫，将硫含量降低至0.01％；
S2：电弧炉冶炼，将钢水、废钢和生铁加入电弧炉中进行冶炼，冶炼至碳含量低于0.05％，磷含量低于0.01％出钢，出钢温度低于1650℃；
S3：出钢操作，出钢进行过程中加入Si、Mn合金元素进行脱氧，并加入碳粉和造渣剂；
S4：炉外精炼，在LF炉中加入Cr元素并进行吹氧脱C，分别将Cr元素含量控制到终点含量的90％、和C元素含量控制到终点含量的105％；再采用VOD炉脱氧添加Cr将Cr元素含量控制到终点含量，在RH真空精炼炉中脱氧后加入钢中需要的合金元素，再加入钙铁合金并通入惰性气体搅拌15min以上，将钢水升至1580℃，加入覆盖剂；
S5：将钢水通过连铸形成钢坯，通过连铸生产钢坯时使用电磁搅拌，电磁搅拌的频率为450Hz。
实施例6-8的方法可以使元素的控制更加精确，尤其是C和Cr的控制操作，可以使C和Cr控制在终点范围内。
效果实施例
将通过实施例6-8得到的成分为实施例1-5的F321核军工用奥氏体不锈钢(经过固溶处理)制成拉伸试样，进行力学性能实验。
表2实施例1-5的F321核军工用奥氏体不锈钢的力学性能效果
实施例1-5的F321核军工用奥氏体不锈钢可以获得如下的力学性能常温下：Rm(Mpa)≥545；Rp0.2(Mpa)≥244；A(％)≥43；AKV(J)≥62；350℃下：Rm(Mpa)≥411；Rp0.2(Mpa)≥142。因此在高温下也具有优良的力学性能，适合高温下使用的高温汽冷堆的外壳体。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (5)

1.一种F321核军工用奥氏体不锈钢，其特征在于，按重量百分比计算，包括以下成分：
C≤0.080％；Si≤1.00％；Mn≤2.00％；P≤0.015％；S≤0.005％；Cr：17.00％～19.00％；Ni：9.00％～12.00％；Ti：0.50％～0.70％；B≤0.0018％；其余为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的F321核军工用奥氏体不锈钢，其特征在于，按重量百分比计算，包括以下成分：
C≤0.060％；Si≤0.90％；Mn≤1.80％；P≤0.010％；S≤0.003％；Cr：17.50％～18.50％；Ni：10.00％～11.00％；Ti：0.55％～0.65％；B≤0.0015％；其余为Fe和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的F321核军工用奥氏体不锈钢，其特征在于，按重量百分比计算，包括以下成分：
C：0.050％；Si：0.80％；Mn：1.60％；P≤0.010％；S≤0.002％；Cr：18.0％；Ni：10.50％；Ti：0.060％；B：0.0015％；其余为Fe和不可避免的杂质。
4.一种F321核军工用奥氏体不锈钢钢锭生产方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：钢水预处理，使用KR法将钢水进行钢水预脱硫，将硫含量降低至0.01％；
S2：电弧炉冶炼，将钢水、废钢和生铁加入电弧炉中进行冶炼，冶炼至碳含量低于0.05％，磷含量低于0.01％出钢，出钢温度低于1650℃；
S3：出钢操作，出钢进行过程中加入Si、Mn合金元素进行脱氧，并加入碳粉和造渣剂；
S4：炉外精炼，在LF炉中加入Cr元素并进行吹氧脱C，分别将Cr元素含量控制到终点含量的85-90％、和C元素含量控制到终点含量的100-105％；再采用VOD炉脱氧添加Cr将Cr元素含量控制到终点含量，在RH真空精炼炉中脱氧后加入钢中需要的合金元素，再加入钙铁合金并通入惰性气体搅拌15min以上，将钢水升至1580℃，加入覆盖剂；
S5：将钢水通过模铸或者连铸形成钢坯。
5.根据权利要求4所述的F321核军工用奥氏体不锈钢钢锭生产方法，其特征在于，通过连铸生产钢坯时使用电磁搅拌，电磁搅拌的频率为450Hz。
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