CN110218955A - SA182F92防止δ铁素体产生的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了SA182F92防止δ铁素体产生的制备方法,它包括S1冶炼、S2锻造及退后、S3粗加工、S4正火及回火和S5调质及回火步骤。本发明通过新型工艺控制,即控制始锻及温度及保温时间,锻后及时退火解决了由于避免δ铁素体的产生及由于δ铁素体的产生导致的成品不合格;用本法制备的SA182F92,使得电站设备用钢具有成本优势,实现了规避δ铁素体出现导致电站设备运行出现事故的隐患。
Description
技术领域
本发明涉及合金钢制造技术领域,特别是SA182F92防止δ铁素体产生的制备方法。
背景技术
SA182F92是美国机械工程师协会(ASME)标准收录的材料,其最高使用温度为650℃,广泛应用于(超)超临界电站设备制造领域,如电站锅炉、汽轮机部件中,如堵阀阀体、筒体、阀碟、阀座等。SA182F92在锻造过程中,由于合金元素,易产生δ铁素体(a相),该锻件含有的δ铁素体(a相)导致材料变脆,甚至导致重大事故。因此如何提供一种SA182F92防止δ铁素体产生的制备方法成为了亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点,提供一种防止δ铁素体产生,SA182F92的制备方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现:
SA182F92防止δ铁素体产生的制备方法,所述SA182F92的组成成分按质量百分比为C含量0.07-0.13,Si含量≤0.50,Mn含量0.30-0.60,P含量≤0.02,S含量≤0.01,Cr含量8.50-9.50,Ni含量≤0.40,Mo含量0.30-0.60,Nb含量0.04-0.09,V含量0.15-0.25,N含量0.03-0.07,Al≤0.04,W含量1.50-2.00,B含量0.001-0.006,余量为Fe,包括S1冶炼、S2锻造及退后、S3粗加工、S4正火及回火和S5调质及回火步骤,所述S2锻造及退火步骤包括以下子步骤:
S2.1、钢锭煤气加热炉分两段加热,第一段为≤650℃,保温时间为按钢锭的最大厚度,每毫米保温0.6-0.8分;第二段为1170±20℃,保温时间为按钢锭的最大厚度,每毫米保温0.6-0.8分,保温结束后第一序为压钳口;然后回炉加热至1170±20℃,保温时间为按钢锭的最大厚度,每毫米保温0.6-0.8分,然后进行第二序:镦粗,拔长到需要尺寸;
S2.2、锻造,锻造比≥5,始锻温度1170±20℃,终锻温度≥950℃,锻后立即装入炉温在1050±10℃炉中退火,保温时间为按钢锭的最大厚度,每毫米保温3分。
进一步地,所述S1冶炼步骤包括如下子步骤:
S1.1、电炉底垫石灰4%,熔池形成后、炉料暗红时吹氧助熔,温度T≥1570℃双管吹氧脱碳,控制碳最终含量0.05%,温度T≥1680℃,停止吹氧,立即加Fe-Si粉和CaO粉,按电炉当次炼制总量,每吨加Fe-Si粉和CaO粉各2.5Kg,15分钟后完全扒渣,准备出钢,电炉中预加SiAlBa粉,按电炉当次炼制总量,每吨加SiAlBa粉1.0Kg,翻钢时随钢流加烘烤好的石灰、萤石和火砖块,按电炉当次炼制总量,每吨加石灰4.0Kg,萤石和火砖块各1.0Kg;
S1.2、进入LF炉工位,通Ar气1-2分钟,调整Ar气流量使得Ar气泡范围为直径Φ230-Φ250,调整炉渣,用1级电压迅速升温,按LF炉当次炼制总量,控制渣量每吨8-20kg,电压控制为2.5-3级,送电30分钟后改2级,添加Ca粉、Al粉还原,按LF炉当次炼制总量,每吨各1.0Kg,温度T≥1580℃取样分析,控制成分C为0.09%,Si为0.025%,Cr为8.5%,Mn为0.45%,V为0.20%,Nb为0.08%,W为1.80%,S为≤0.020%,温度T≥1680℃出钢,出钢过程炉中喂Al线和Ca线,按LF炉当次炼制总量,每吨喂Al线2.0米,Ca线2.0-4.0米;
S1.3、进入VD炉工位,通Ar气,加Fe-B粉和稀土,按VD炉当次炼制总量,每吨加Fe-B粉0.3kg,稀土1.0Kg,合盖抽空20-30分钟,抽空初期通Ar气每分钟15升,极限真空度≤67Pa,保持时间≥12分,此时Ar气每分钟40L,保持2-6分钟后,破空,温度T≥1580℃,根据取样分析结果,补充N含量≤0.07%的Cr-N粉,合盖通Ar气搅拌3-5分钟,静置后吹Ar气≥8分钟;
S1.4、浇注,浇注温度1570-1580℃,通Ar气保护浇注,控制注速。
进一步地,所述S1冶炼步骤后检测低倍组织:按GB/T226标准检测,中心疏松及锭型偏析≤2级,不得有白点、裂纹、缩孔、气泡。
进一步地,所述S3粗加工步骤包括如下子步骤:
S3.1、按SEP1921-1984标准超声波探伤合格后,锯床上锯平端面;
S3.2、铣床上小进刀量先铣一平面,没有大面积黑皮出现为止,翻面铣。
进一步地,所述S4步骤具体为1050℃正火,炉中保温时间为按钢锭的最大厚度,每毫米保温1.2分,750℃回火,炉中保温时间为按钢锭的最大厚度,每毫米保温3.0分。
进一步地,所述步骤S5步骤具体为1070℃淬油,炉中保温时间为按钢锭的最大厚度,每毫米保温1.0分,760℃回火,炉中保温时间为按钢锭的最大厚度,每毫米保温3.0分。
进一步地,所述S3粗加工步骤后进行超声波探伤和磁粉检测:按NB/T47013.4《承压设备无损检测》标准,第4部分进行磁粉检测,按DB QN1013《锻钢件超声波检测方法》进行超声波探伤。
进一步地,所述步骤S5调质及回火后按ASME标准进行取样力学性能检测。
进一步地,所述步骤S5调质及回火后进行晶粒度和显微组织检测,晶粒度按GB/T6394标准进行检验,显微组织按GB/T13299标准进行检测。
本发明的目的除了提供SA182F92防止δ铁素体产生的制备方法,还提供一种根据上述方法所制备的SA182F92。
本发明具有以下优点:本发明通过新型工艺控制,即控制始锻、终锻温度及保温时间,锻后及时退火解决了由于避免δ铁素体的产生及由于δ铁素体的产生导致的成品不合格;用本法制备的SA182F92,使得电站设备用钢具有成本优势,实现了规避δ铁素体出现导致电站设备运行出现事故的隐患。
具体实施方式
本发明通过新型工艺控制,即控制始锻、终锻温度及保温时间,锻后及时退火解决了由于避免δ铁素体的产生及由于δ铁素体的产生导致的成品不合格;用本法制备的SA182F92,使得电站设备用钢具有成本优势,实现了规避δ铁素体出现导致电站设备运行出现事故的隐患。
下面对本发明做进一步的描述,但本发明的保护范围不局限于以下所述。
SA182F92防止δ铁素体产生的制备方法,所述SA182F92的组成成分按质量百分比为C含量0.07-0.13,Si含量≤0.50,Mn含量0.30-0.60,P含量≤0.02,S含量≤0.01,Cr含量8.50-9.50,Ni含量≤0.40,Mo含量0.30-0.60,Nb含量0.04-0.09,V含量0.15-0.25,N含量0.03-0.07,Al≤0.04,W含量1.50-2.00,B含量0.001-0.006,余量为Fe,包括S1冶炼、S2锻造及退后、S3粗加工、S4正火及回火和S5调质及回火步骤,所述S2锻造及退火步骤包括以下子步骤:
S2.1、钢锭煤气加热炉分两段加热,第一段为≤650℃,保温时间为按钢锭的最大厚度,每毫米保温0.6-0.8分;第二段为1170±20℃,保温时间为按钢锭的最大厚度,每毫米保温0.6-0.8分,保温结束后第一序为压钳口;然后回炉加热至1170±20℃,保温时间为按钢锭的最大厚度,每毫米保温0.6-0.8分,然后进行第二序:镦粗,拔长到需要尺寸;
S2.2、锻造,锻造比≥5,始锻温度1170±20℃,终锻温度≥950℃,锻后立即装入炉温在1050±10℃炉中退火,保温时间为按钢锭的最大厚度,每毫米保温3分。
所述S1冶炼步骤包括如下子步骤:
S1.1、电炉底垫石灰4%,熔池形成后、炉料暗红时吹氧助熔,温度T≥1570℃双管吹氧脱碳,控制碳最终含量0.05%,温度T≥1680℃,停止吹氧,立即加Fe-Si粉和CaO粉,按电炉当次炼制总量,每吨加Fe-Si粉和CaO粉各2.5Kg,15分钟后完全扒渣,准备出钢,禁止使用富含C的脱氧剂;炉盖灰吹扫干净,以防其上高C灰尘掉入钢包中;出钢槽清理干净,不得有残钢、残渣,电炉中预加SiAlBa粉,按电炉当次炼制总量,每吨加SiAlBa粉1.0Kg,翻钢时随钢流加烘烤好的石灰、萤石和火砖块,按电炉当次炼制总量,每吨加石灰4.0Kg,萤石和火砖块各1.0Kg;炉中残钢残渣清理净,包沿不得挂渣;
S1.2、进入LF炉工位,通Ar气1-2分钟,调整Ar气流量使得Ar气泡范围为直径Φ230-Φ250,调整炉渣,用1级电压迅速升温,送电前检查电极有无损伤,尖细易掉的电极头打掉,冶炼时勤观察,一旦电极剥落,及时捞出,按LF炉当次炼制总量,控制渣量每吨8-20kg,电压控制为2.5-3级,送电30分钟后改2级,添加Ca粉、Al粉还原,按LF炉当次炼制总量,每吨各1.0Kg,保证渣白、炉渣流动性良好,温度T≥1580℃取样分析,控制成分C为0.09%,Si为0.025%,Cr为8.5%,Mn为0.45%,V为0.20%,Nb为0.08%,W为1.80%,S为≤0.020%,温度T≥1680℃出钢,出钢过程炉中喂Al线和Ca线,按LF炉当次炼制总量,每吨喂Al线2.0米,Ca线2.0-4.0米;
S1.3、进入VD炉工位,通Ar气,加Fe-B粉和稀土,按VD炉当次炼制总量,每吨加Fe-B粉0.3kg,稀土1.0Kg,合盖抽空20-30分钟,抽空初期通Ar气每分钟15升,极限真空度≤67Pa,保持时间≥12分,此时Ar气每分钟40L,保持2-6分钟后,破空,温度T≥1580℃,根据取样分析结果,补充N含量≤0.07%的Cr-N粉,合盖通Ar气搅拌3-5分钟,静置后吹Ar气≥8分钟,破空后取样分析H浓度,H浓度PPM≤3.5为合格;
S1.4、浇注,浇注温度1570-1580℃,通Ar气保护浇注,控制注速,以8顿锭型为例,锭身460-560秒,帽口≥560秒,保持钢液平稳上升,抬锭时间≥480分。
所述S1冶炼步骤后检测低倍组织:按GB/T226标准检测,中心疏松及锭型偏析≤2级,不得有白点、裂纹、缩孔、气泡。
所述S3粗加工步骤包括如下子步骤:
S3.1、按SEP1921-1984标准超声波探伤合格后,锯床上锯平端面;
S3.2、铣床上小进刀量先铣一平面,没有大面积黑皮出现为止,翻面铣。
所述S4步骤具体为1050℃正火,炉中保温时间为按钢锭的最大厚度,每毫米保温1.2分,750℃回火,炉中保温时间为按钢锭的最大厚度,每毫米保温3.0分。
所述步骤S5步骤具体为1070℃淬油,炉中保温时间为按钢锭的最大厚度,每毫米保温1.0分,760℃回火,炉中保温时间为按钢锭的最大厚度,每毫米保温3.0分。
所述S3粗加工步骤后进行超声波探伤和磁粉检测:按NB/T47013.4《承压设备无损检测》标准,第4部分进行磁粉检测,按DB QN1013《锻钢件超声波检测方法》进行超声波探伤。所述步骤S5调质及回火后按ASME标准进行取样力学性能检测,根据本发明的方法制备的SA182F92力学性能实测值与标准值对比如下:
SA182F92调质态的力学性能
SA182F92调质态的高温短时持久要求
温度 | 应力 | 断裂时间 |
620℃ | 180MPa | ≥40h |
620℃ | 180MPa | ≥41h |
所述步骤S5调质及回火后进行晶粒度和显微组织检测,高倍组织按GB/T10561标准取样检测、评定非金属夹杂物,晶粒度按GB/T6394标准进行检验,显微组织按GB/T13299标准进行检测,本发明中显微组织检测为不存在δ铁素体(a相),还进行高倍组织检测,按GB/T10561标准取样检测、评定非金属夹杂物的含量如下:
SA182F92非金属夹杂物
根据本发明提供的制备方法所得的SA182F92,其成分实测值与GB/T223标准对比如下:
SA182F92化学成分
Claims (10)
1.SA182F92防止δ铁素体产生的制备方法,所述SA182F92的组成成分按质量百分比为C含量0.07-0.13,Si含量≤0.50,Mn含量0.30-0.60,P含量≤0.02,S含量≤0.01,Cr含量8.50-9.50,Ni含量≤0.40,Mo含量0.30-0.60,Nb含量0.04-0.09,V含量0.15-0.25,N含量0.03-0.07,Al≤0.04,W含量1.50-2.00,B含量0.001-0.006,余量为Fe,其特征在于:包括S1冶炼、S2锻造及退后、S3粗加工、S4正火及回火和S5调质及回火步骤,所述S2锻造及退火步骤包括以下子步骤:
S2.1、钢锭煤气加热炉分两段加热,第一段为≤650℃,保温时间为按钢锭的最大厚度,每毫米保温0.6-0.8分;第二段为1170±20℃,保温时间为按钢锭的最大厚度,每毫米保温0.6-0.8分,保温结束后第一序为压钳口;然后回炉加热至1170±20℃,保温时间为按钢锭的最大厚度,每毫米保温0.6-0.8分,然后进行第二序:镦粗,拔长到需要尺寸;
S2.2、锻造,锻造比≥5,始锻温度1170±20℃,终锻温度≥950℃,锻后立即装入炉温在1050±10℃炉中退火,保温时间为按钢锭的最大厚度,每毫米保温3分。
2.根据权利要求1所述的SA182F92防止δ铁素体产生的制备方法,其特征在于:所述S1冶炼步骤包括如下子步骤:
S1.1、电炉底垫石灰4%,熔池形成后、炉料暗红时吹氧助熔,温度T≥1570℃双管吹氧脱碳,控制碳最终含量0.05%,温度T≥1680℃,停止吹氧,立即加Fe-Si粉和CaO粉, 按电炉当次炼制总量,每吨加Fe-Si粉和CaO粉各2.5Kg,15分钟后完全扒渣,准备出钢,电炉中预加SiAlBa粉,按电炉当次炼制总量,每吨加SiAlBa粉1.0Kg,翻钢时随钢流加烘烤好的石灰、萤石和火砖块,按电炉当次炼制总量,每吨加石灰4.0Kg,萤石和火砖块各1.0Kg;
S1.2、进入LF炉工位,通Ar气1-2分钟,调整Ar气流量使得Ar气泡范围为直径Φ230-Φ250,调整炉渣,用1级电压迅速升温,按LF炉当次炼制总量,控制渣量每吨8-20kg,电压控制为2.5-3级,送电30分钟后改2级,添加Ca粉、Al粉还原,按LF炉当次炼制总量,每吨各1.0Kg,温度T≥1580℃取样分析,控制成分C为0.09%,Si为0.025%,Cr为8.5%,Mn为0.45%,V为0.20%,Nb为0.08%,W为1.80%,S为≤0.020%,温度T≥1680℃出钢,出钢过程炉中喂Al线和Ca线,按LF炉当次炼制总量,每吨喂Al线2.0米,Ca线2.0-4.0米;
S1.3、进入VD炉工位,通Ar气,加Fe-B粉和稀土,按VD炉当次炼制总量,每吨加Fe-B粉0.3kg,稀土1.0Kg,合盖抽空20-30分钟,抽空初期通Ar气每分钟15升,极限真空度≤67Pa,保持时间≥12分,此时Ar气每分钟40L,保持2-6分钟后,破空,温度T≥1580℃,根据取样分析结果,补充N含量≤0.07% 的Cr-N粉,合盖通Ar气搅拌3-5分钟,静置后吹Ar气≥8分钟;
S1.4、浇注,浇注温度1570-1580℃,通Ar气保护浇注,控制注速。
3.根据权利要求1所述的SA182F92防止δ铁素体产生的制备方法,其特征在于:所述S1冶炼步骤后检测低倍组织:按GB/T226标准检测,中心疏松及锭型偏析≤2级,不得有白点、裂纹、缩孔、气泡。
4.根据权利要求1所述的SA182F92防止δ铁素体产生的制备方法,其特征在于:所述S3粗加工步骤包括如下子步骤:
S3.1、按SEP1921-1984标准超声波探伤合格后,锯床上锯平端面;
S3.2、铣床上小进刀量先铣一平面,没有大面积黑皮出现为止,翻面铣。
5.根据权利要求1所述的SA182F92防止δ铁素体产生的制备方法,其特征在于:所述S4步骤具体为1050℃正火,炉中保温时间为按钢锭的最大厚度,每毫米保温1.2分,750℃回火,炉中保温时间为按钢锭的最大厚度,每毫米保温3.0分。
6.根据权利要求1所述的SA182F92防止δ铁素体产生的制备方法,其特征在于:所述步骤S5步骤具体为1070℃淬油,炉中保温时间为按钢锭的最大厚度,每毫米保温1.0分,760℃回火,炉中保温时间为按钢锭的最大厚度,每毫米保温3.0分。
7.根据权利要求1所述的SA182F92防止δ铁素体产生的制备方法,其特征在于:所述S3粗加工步骤后进行超声波探伤和磁粉检测:按NB/T47013.4《承压设备无损检测》标准,第4部分进行磁粉检测,按DB QN1013《锻钢件超声波检测方法》进行超声波探伤。
8.根据权利要求1所述的SA182F92防止δ铁素体产生的制备方法,其特征在于:所述步骤S5调质及回火后按ASME标准进行取样力学性能检测。
9.根据权利要求1所述的SA182F92防止δ铁素体产生的制备方法,其特征在于:所述步骤S5调质及回火后进行高倍组织、晶粒度和显微组织检测,高倍组织按GB/T10561标准取样检测,晶粒度按GB/T6394标准进行检验,显微组织按GB/T13299标准进行检测。
10.SA182F92,其特征在于:其是根据权利要求1-9任意一项所制备的。
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