CN115852256A - 一种高铁素体含量ZG06Cr19Ni10不锈钢在低压核电导叶片制备中的应用 - Google Patents
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Abstract
一种高铁素体含量ZG06Cr19Ni10不锈钢在低压核电导叶片制备中的应用，本发明涉及一种高铁素体含量ZG06Cr19Ni10不锈钢在低压核电导叶片制备中的应用。本发明要解决现有低压核电导叶片用ZG06Cr19Ni10强度不能满足大功率核电汽轮机设计需要的问题。是将高铁素体含量ZG06Cr19Ni10不锈钢用于低压核电导叶片的制备。本发明用于低压核电导叶片的制备。
Description
技术领域
本发明涉及一种高铁素体含量ZG06Cr19Ni10不锈钢在低压核电导叶片制备中的应用。
背景技术
核电低压汽轮机末几级导叶片的湿度较大，通常采用耐蚀性优异的ZG06Cr19Ni10制造，并采用焊接方式与内外环连接在一起，组成一级静叶栅。目前，国内常规火电汽轮机低压末几级采用的ZG06Cr19Ni10的强度等级均为190MPa，对应的拉伸强度为485MPa，实际的生产数据表明，拉伸强度很难超过500MPa。1000MW等级以上的大功率核电汽轮机低压末几级导叶的强度要求也更高，要求屈服强度超过205MPa，拉伸强度超过520MPa，因此，迫切需要提高大功率核电汽轮机低压导叶片用ZG06Cr19Ni10的强度，满足设计要求。
然而，ZG06Cr19Ni10属于铸造奥氏体钢，既无法向马氏体钢那样通过热处理进行强化，也无法像变形奥氏体钢那样，通过冷或热变形来提高强度，也无法采用碳化物析出强化，因为过多的碳化物会降低钢的抗腐蚀性能。
因此，对于大功率核电低压末几级导叶片用高强度ZG06Cr19Ni10，目前还没有解决方案。
发明内容
本发明是要解决现有低压核电导叶片用ZG06Cr19Ni10强度不能满足大功率核电汽轮机设计需要的问题，而提供一种高铁素体含量ZG06Cr19Ni10不锈钢在低压核电导叶片制备中的应用。
一种高铁素体含量ZG06Cr19Ni10不锈钢在低压核电导叶片制备中的应用是将高铁素体含量ZG06Cr19Ni10不锈钢用于制备低压核电导叶片。
本发明有益效果：
本发明通过调整钢的化学成分，控制Creq/Nieq比值，使钢中铁素体含量≥15％，有效的提高了ZG06Cr19Ni10的强度，满足了大功率低压核电汽轮机导叶片的设计要求。除了能够显著提高钢的强度外，提高铁素体的含量，还可以显著提高钢的耐晶间腐蚀和应力腐蚀性能，同时，由于完全奥氏体组织的ZG06Cr19Ni10钢在焊接时容易产生热裂纹，但提高钢中的铁素体含量后，可以有效的解决该问题，提高钢的焊接性能。
具体实施方式
本发明技术方案不限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式一种高铁素体含量ZG06Cr19Ni10不锈钢在低压核电导叶片制备中的应用是将高铁素体含量ZG06Cr19Ni10不锈钢用于制备低压核电导叶片。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：本实施方式一种高铁素体含量ZG06Cr19Ni10不锈钢在低压核电导叶片制备中的应用，其中所述高铁素体含量ZG06Cr19Ni10不锈钢中Cr当量与Ni当量之比Creq/Nieq为0.94～1.35，其中Creq和Nieq按下式确定：Creq＝％Cr+1.5(％Si)-4.99；Nieq＝％Ni+30(％C)+0.5(％Mn)+26(％N-0.02)+2.77；铁素体含量≥15％。其他与具体实施方式一相同。
本实施方式中的低压核电导叶片屈服强度：≥205MPa，抗拉强度：≥520MPa，延伸率：≥40％，铁素体含量：≥15％。
本实施方式中ZG06Cr19Ni10不锈钢满足GB/T1220《不锈钢棒》的钢棒。
本实施方式中Nieq＝％Ni+30(％C)+0.5(％Mn)+26(％N-0.02)+2.77，N很低可以忽略。
本实施方式选择不同Cr、Ni、Si、C、Mn、N等元素含量的钢棒，即通过调整钢的化学成分，实现不同Creq/Nieq比值的化学成分；不同Creq/Nieq比值的化学成分使钢中获得铁素体组织含量不同；不同的铁素体组织含量可以获得不同的强度数值；实现满足了大功率低压核电汽轮机导叶片的设计要求。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述高铁素体含量ZG06Cr19Ni10不锈钢由以下化学成分组成：C≤0.08％、Si≤1.0％、Mn≤2.0％、P≤0.045％、S≤0.03％、Cr：18～20％、Ni：1～8％，各成分的含量均以重量百分比计，余量为Fe和不可避免杂质。其他与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述高铁素体含量ZG06Cr19Ni10不锈钢中Cr当量与Ni当量之比Creq/Nieq为0.94～1.05。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述高铁素体含量ZG06Cr19Ni10不锈钢中Cr当量与Ni当量之比Creq/Nieq为1.23～1.35。其他与具体实施方式一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述高铁素体含量ZG06Cr19Ni10不锈钢制备低压核电导叶片具体按以下步骤进行：
一、采用中频炉对高铁素体含量ZG06Cr19Ni10不锈钢进行熔化；
二、熔化至熔清后加入集渣剂进行集渣和扒渣；加入脱氧剂脱脱氧；
三、取样和测温，当温度达到1580℃时，进行出钢浇注导叶片。其他与具体实施方式一相同。
采用下述实施例验证本发明的有益效果：
所述高铁素体含量ZG06Cr19Ni10不锈钢制备低压核电导叶片具体按以下步骤进行：
一、采用中频炉对高铁素体含量ZG06Cr19Ni10不锈钢进行熔化；
二、熔化至熔清后加入集渣剂进行集渣和扒渣；加入脱氧剂脱脱氧；
三、取样和测温，当温度达到1580℃时，进行出钢浇注导叶片。
申请人对Creq/Nieq比值在1.23～1.35之间进行AB两组试样作为实施例一，对Creq/Nieq比值在0.94～1.15之间之间进行AB两组试样作为实施例二。
实施例一的化学成分：
| 试样 | 材料牌号 | C | Mn | Si | P | S | Cr | Ni |
| A | ZG06Cr19Ni10 | 0.046 | 0.868 | 0.874 | 0.032 | 0.001 | 19.73 | 8.25 |
| B | ZG06Cr19Ni10 | 0.053 | 0.876 | 0.414 | 0.031 | 0.002 | 18.78 | 8.90 |
力学性能：
| 试样 | 材料牌号 | 屈服强度Rp0.2N/mm2 | 抗拉强度RmN/mm2 | 延伸率A％ |
| A | ZG06Cr19Ni10 | 291 | 568 | 58 |
| B | ZG06Cr19Ni10 | 192 | 501 | 50 |
金相组织：
| 试样 | 材料牌号 | 组织 | 铁素体含量 |
| A | ZG06Cr19Ni10 | 奥氏体+铁素体 | 15％ |
| B | ZG06Cr19Ni10 | 奥氏体+铁素体 | 10％ |
实施例二的化学成分：
| 试样 | 材料牌号 | C | Mn | Si | P | S | Cr | Ni |
| A | ZG06Cr19Ni10 | 0.045 | 0.844 | 0.819 | 0.031 | 0.001 | 19.64 | 8.16 |
| B | ZG06Cr19Ni10 | 0.054 | 0.978 | 0.630 | 0.032 | 0.003 | 18.30 | 8.30 |
力学性能：
| 试样 | 材料牌号 | 屈服强度Rp0.2N/mm2 | 抗拉强度RmN/mm2 | 延伸率A％ |
| A | ZG06Cr19Ni10 | 295 | 576 | 61 |
| B | ZG06Cr19Ni10 | 197 | 509 | 52 |
金相组织：
通过以上选用实施例一Creq/Nieq比值在1.23～1.35之间和实施例二Creq/Nieq比值在0.94～1.15之间的ZG06Cr19Ni10钢棒进行熔化、浇注的低压核电导叶片，实现了低压核电导叶片用ZG06Cr19Ni10在满足GB/T1220《不锈钢棒》化学成分的前提下，实现不同Creq/Nieq比值的化学成分。
实施例二A组Creq/Nieq比值为1.25、B组Creq/Nieq比值在1.03。不同Creq/Nieq比值的化学成分使钢中获得铁素体组织含量不同。
A组Creq/Nieq比值为1.25获得的铁素体组织含量为15％；B组Creq/Nieq比值在1.03。获得的铁素体组织含量为10％。
通过性能检测A组Creq/Nieq比值为1.25获得的铁素体组织含量为15％的力学性能满足屈服强度：≥205MPa、抗拉强度：≥520MPa；B组Creq/Nieq比值在1.03。获得的铁素体组织含量为10％的力学性能不满足屈服强度：≥205MPa、抗拉强度：≥520MPa。
实现满足了大功率低压核电汽轮机导叶片的设计要求。
Claims (6)
1.一种高铁素体含量ZG06Cr19Ni10不锈钢在低压核电导叶片制备中的应用，其特征在于将高铁素体含量ZG06Cr19Ni10不锈钢用于制备低压核电导叶片。
2.根据权利要求1所述的一种高铁素体含量ZG06Cr19Ni10不锈钢在低压核电导叶片制备中的应用，其特征在于所述高铁素体含量ZG06Cr19Ni10不锈钢中Cr当量与Ni当量之比Creq/Nieq为0.94～1.35，其中Creq和Nieq按下式确定：Creq＝％Cr+1.5(％Si)-4.99；Nieq＝％Ni+30(％C)+0.5(％Mn)+26(％N-0.02)+2.77；铁素体含量≥15％。
3.根据权利要求2所述的一种高铁素体含量ZG06Cr19Ni10不锈钢在低压核电导叶片制备中的应用，其特征在于所述高铁素体含量ZG06Cr19Ni10不锈钢由以下化学成分组成：C≤0.08％、Si≤1.0％、Mn≤2.0％、P≤0.045％、S≤0.03％、Cr：18～20％、Ni：1～8％，各成分的含量均以重量百分比计，余量为Fe和不可避免杂质。
4.根据权利要求2所述的一种高铁素体含量ZG06Cr19Ni10不锈钢在低压核电导叶片制备中的应用，其特征在于所述高铁素体含量ZG06Cr19Ni10不锈钢中Cr当量与Ni当量之比Creq/Nieq为0.94～1.05。
5.根据权利要求2所述的一种高铁素体含量ZG06Cr19Ni10不锈钢在低压核电导叶片制备中的应用，其特征在于所述高铁素体含量ZG06Cr19Ni10不锈钢中Cr当量与Ni当量之比Creq/Nieq为1.23～1.35。
6.根据权利要求1所述的一种高铁素体含量ZG06Cr19Ni10不锈钢在低压核电导叶片制备中的应用，其特征在于所述高铁素体含量ZG06Cr19Ni10不锈钢制备低压核电导叶片具体按以下步骤进行：
一、采用中频炉对高铁素体含量ZG06Cr19Ni10不锈钢进行熔化；
二、熔化至熔清后加入集渣剂进行集渣和扒渣；加入脱氧剂脱脱氧；
三、取样和测温，当温度达到1580℃时，进行出钢浇注导叶片。
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