CN1169164A - 具有好的高温强度的铁素体耐热钢及其制造方法 - Google Patents

具有好的高温强度的铁素体耐热钢及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1169164A
CN1169164A CN95196709.6A CN95196709A CN1169164A CN 1169164 A CN1169164 A CN 1169164A CN 95196709 A CN95196709 A CN 95196709A CN 1169164 A CN1169164 A CN 1169164A
Authority
CN
China
Prior art keywords
steel
strength
temperature
regard
present
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN95196709.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1074057C (zh
Inventor
桥本胜邦
三村裕幸
佐藤恭
田村广治
藤田利夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Babcock Hitachi KK
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Babcock Hitachi KK, Nippon Steel Corp filed Critical Babcock Hitachi KK
Publication of CN1169164A publication Critical patent/CN1169164A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1074057C publication Critical patent/CN1074057C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/32—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with boron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/22—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/24—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with vanadium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

一种适合在400-550℃下使用的耐压件的铁素体耐热钢。具有极好的高温强度的铁素体耐热钢按重量％含有0.05-0.15％C，0.10-0.80％Si，0.20-1.5％Mn，0.5-1.5％Cr，0.10-1.15％Mo，0.005-0.30％V，0.005-0.05％Nb，0.0002-0.0050％B，如果需要还单加或结合加入0.005-0.05％Ti和0.4-1.0％W，按金属结构面积比其结构包括不大于15％先共析铁素体，其余为贝氏体。还提供了一种制造具有极好的高温强度的铁素体耐热钢的方法，包括在950-1010℃温度范围对上述成分的钢进行正火及保持T.P.值在18.5×103-19.90×103范围内进行回火。

Description

具有好的高温强度的铁素体耐热钢及其制造方法
本发明涉及铁素体耐热钢。更具体地，涉及具有好的高温强度的铁素体耐热钢，其可用作热电厂中400-550℃温度范围的耐高温高压材料。更具体地说，本发明通过加入添加元素及热处理改进了碳化物的结构，并提供了极好的高温强度，极好的机加工性及极好的焊接性。
在热电厂，化工厂，核电厂等用作耐高温及高压材料的耐热钢可粗分为奥氏体不锈钢，和铁素体不锈钢，如铬-钼钢，钼钢和碳钢。从高温高压部分的温度、环境和经济方面考虑，合适的材料从这些耐热钢中选出。
在上述的耐热钢中，就高温强度及抗腐蚀性而言，奥氏体不锈钢是最好的，但是它有大的线膨胀系数和低的导热率。另外，它们对应力腐蚀裂纹是敏感的。而且它们比较贵，因为加入的合金元素  Cr，Ni等的量较大。因此，作为铁素体耐热钢的Cr-Mo钢在大多数情形下用作上述的耐高温高压元件，但是在温度不低于600℃或使用环境是显著的腐蚀环境则是例外。在Cr-Mo钢中，铬含量为约1％的Cr-Mo钢很经济，但是与铬含量至少为2％的Cr-Mo钢相比，其耐高温性及耐腐蚀性是差的。另一方面，与钼钢及碳钢比，虽然其成本高，但高温强度及抗氧化性能更高。
具有所述特点的铬含量为1％的铬钼钢材料的典型实例包括JIS标准的STBA23(1.25Cr-0.5Mo)及STBA22(1Cr-0.5Mo)。由于它们的铬含量，就抗氧化性而言，这些钢可用在温度高到约550℃。但是，由于它们的蠕变断裂强度比铬含量至少为2％的Cr-Mo钢低。
因此，它们的应用范围限制在400-500℃范围内的耐压元件。换言之，如果这种钢的高温强度可改善的话，铬含量为1％的Cr-Mo钢的使用范围可大大地扩大。因此，作为热电厂等的耐高温高压材料的有1％铬含量的Cr-Mo钢的强度的改进是必要的。
虽然Cr含量为约1％的Cr-Mo钢的强度的改进带来的工业效果如上所述是大的，但是现有技术有在强度方面的改进会带来韧性及机加工性差的问题。例如，如JIS标准的STBA23之类的Cr-Mo钢通过Mo的固溶强化及如Cr，Fo，Mo之类的细碳化物的沉淀强化改进了高温强度。但是，当这些添加元素单独使用，先共析铁素体超过50％，在中温范围不能得到足够的拉伸强度，碳化物的粗化很快，并且不能得到足够的长期蠕变强度。
另一方面，日本专利公告No.63-18038公开了一种有好的蠕变特点及好的抗氢渗透性的低合金钢。但是，虽然除了Cr含量为至少2％外实际上加了至少0.75％的Mo和至少0.65％的W，该现有技术总之没考虑对使用及机加工很重要的钢的焊接性。另外，该对比文件的材料在1050℃的温度进行退火处理以增加强度，但是在热电厂的导热管的情形下，从热处理考虑经常不能进行水冷退火。因此，在加工时钢有问题。
本发明的目的是提供一种铁素体耐热钢，为使其有铬含量为约1％的Cr-Mo钢的性能最佳，还加入了V、Nb和B，需要时加适当量的Ti和W，和通过进行对其组元成分合适的热处理，其可用作400-550℃宽范围的耐压材料。
通过在碳化物及基体金属的结构中加入添加元素而开发Cr-Mo钢的优秀的特点，本发明有极好的高温强度、加工性及焊接性。为了可以在更高的温度可以用Cr含量为1％的Cr-Mo钢，本发明加入V及Nb作为沉淀强化元素来改善高温强度，加入B调节基体结构及如果需要，再把W和Ti加到钢中。另外，本发明提供了对钢的成分合适的正火及回火条件以使本发明的特点最佳。
换言之，本发明提供了一种铁素体耐热钢，其有极好的高温强度及其以重量％计的成分如下：
C：   0.05-0.15％，    Si：  0.10-0.80％，
Mn：  0.20-1.5％，     Cr：  0.5-1.5％，
Mo：  0.10-1.15％，    V：   0.005-0.30％，
Nb：  0.005-0.05％，   B：   0.0002-0.0050％，
还包括下面成分之一或两者：
Ti：  0.005-0.05％，   W：   0.4-1.0％和
有金属结构面积百分比不大于15％的先共析铁素体，其余为贝氏体。
本发明还提供了一种制造具有极好的高温强度的铁素体耐热钢的方法，包括熔化及塑性加工有上述成分的钢，在950-1010℃温度对钢进行正火，并随后在一温度范围对钢进行回火，在该温度范围考虑在钢的机械性能之间的合适的平衡，由下式表示为T.P.值为18.50×103-20.90×103：
T.P.＝T(20+logt)
式中：T：回火速度(°k)，
      t：回火时间(hr)。
图1是一曲线图，其中作为比较实例的钢的STBA23的允许应力和本发明钢的数据按照“热动力装备的技术标准”作出曲线图。
图2是示出本发明钢及比较实例的钢的450℃下的高温强度及冲击值之间的关系。
本发明通过添加合金元素及对钢进行热处理的结合而使钢中的碳化物及基体金属的结构最佳化。为了在这种情形下使Cr-Mo钢有极好的性能，也就是改善其高温强度，本发明加入V及Nb作为沉淀强化元素，为了调节基体的结构，本发明加入B。另外当需要对本发明加W与Ti。另外，为了使本发明的性能最佳，本发明提供了对钢的成分合适的正火及回火条件。
下面说明各元素的作用及效果及对各含量限制的理由。
C形成与Fe，Cr，Mo，V，Nb，W和Ti结合的碳化物，其对高温强度有贡献，并确定马氏体、贝氏体、珠光体和铁素体结构的结构比。如果C含量小于0.05％，沉淀不充分，碳化物的量不够，因而不能得到足够的强度。另一方面，当C含量超过0.15％，碳化物沉淀过份，焊接性及加工性变差。因此C含量合适的范围定为0.05-0.15％。
Si必须作为脱氧剂加入。其是赋予钢抗氧化性的必要元素。特别，为了改善抗蒸汽氧化，Si是必要的元素。在Cr含量为0.5-1.5％范围内Si小于0.10％抗氧化性的改进较少。但是Si含量超过0.80％，韧性降低。因此，合适的范围定为0.10-0.80％。
Mn改进了钢的热加工性，也稳定了高温强度，如果Mn含量低于0.20％，这种作用比较小。但是如果Mn含量超过1.5％，钢是更硬，焊接性及加工性变差。因此，合适的范围为0.20-1.5％。
Cr是改善钢的抗氧化性及抗高温腐蚀的必不可少的元素。按照本发明的钢用在高到550℃的温度范围，但是从抗氧化及抗腐蚀性而言铬含量小于0.5％是不实际的。增加铬含量，改善了抗腐蚀性，但是焊接性能变差。因此，合适的范围为0.5-1.5％。
Mo为基体铁成固溶体，并强化了基体。由于钼的一部分作为碳化物沉淀，高温强度增加。如果Mo含量低于0.10％，不能得到实质效果。如果Mo含量太大，则加工性、焊接性及抗氧化性降低，而且材料成本增加。因此合适的范围为0.10-1.15％。
V主要与C结合沉淀出碳化物，并对改进高温强度，特别是蠕变强度有显著的作用。如果V的加入量小于0.005％，不能到实际效果。如果V含量超过0.3％，在固溶热处理时不溶解的V被碳化，变粗并降低V的作用。因此，合适的范围为0.005-0.30％。
Nb均匀地分散及沉淀出细碳化物，改进了高温强度并限制固溶热处理时不溶解的Nb的碳化物的粗化。如果Nb含量小于0.005％，不能得到实际的效果，而如果超过0.05％，则不溶解的Nb的碳化物变粗，强度及韧性降低。因此，合适的范围为0.005-0.05％。
已公知加入微量的B可改进淬硬性。除了促进马氏体转化的作用时，B还提供了促进弥散及稳定碳化物的作用及促进贝氏体转化，因此改善强度及韧性。硼使奥氏体晶粒纯化及提高高温强度，特别是蠕变强度。如果B含量低于0.0002％，不能得到实际的效果，而如果B含量超过0.0050％，焊接性及加工性降低，同时明显地恶化了热加工性。因此合适的范围为0.0002-0.0050％。
W与基体铁成固溶体，强化了基体，部分作为碳化物沉淀出，因此改进了高温强度，如Nb一样。一般，至少1％的W加到Cr-Mo型耐热钢中能起到其作用。但是已经发现有V的情形下，即使加入不大于1％的W，也会有高温强度，特别是蠕变强度的改进。作为详细试验的结果，如果W含量小于0.4％，即使有V的情形下，也不能得到W的实际效果，如果W含量超过1.0％，其效果的增加变小。因此，合适的范围定为0.4-1.0％。
Ti是脱氧元素，当脱氧元素(如Al，Si等)受限制时，加入钛。与Nb的作用一样，Ti均匀地弥散及沉淀出细碳化物，改进高温强度并限制了在固溶热处理时不溶解的碳氮化钛的晶粒的粗化，因此改善了韧性。如果Ti含量低于0.005％，不能得到实际效果，如果超过0.050％，不溶解的碳氮化钛粗化，固而强度及韧性降低。因此合适的范围限制在0.005-0.05％。
除了上述成分外，本发明钢的其余成分为Fe及不可避免的杂质。钢的杂质的典型的实例为P及S。最好，P含量不大于0.020％，S含量不大于0.010％。另外，作为脱氧剂的铝最好不大于0.030％，N不大于0.0060％，最好不大于0.0045％。
本发明铁素体Cr-Mo钢的结构就金属结构面积比而言包括不大于15％的先共析铁素体和其余为贝氏体。这一限制的理由如下。常温及高温强度随着先共析铁素体的量的增加而明显地降低，但是当先共析铁素体的量超过15％，不能保证本发明规定的强度特点条件。因此，就金属结构面积比而言，结构限定的条件定为不大于15％的先共析铁素体，其余为贝氏体。
顺便提一下，本发明特征的目标限定在下面。
在550℃的正常温度下允许的应力：
至少为STBA23的允许的应力的1.25倍。
在常温下的冲击值为：
至少4kgf-m。
通过按下面进行正火和回火可达到实现这些值的热处理条件：
正火温度：950-1010℃，
回火的参数(T.P)：
18.50×103-20.90×103
[T.p＝T(20+logt)]
式中：T-热处理温度(k)；
      t-热处理保持时间(hr)。
对热处理条件作上述限制是因为如果正火温度小于950℃，不能得到在使用时加工时在后焊接热处理后(PWHT)的要求的强度，如果超过1010℃，不能得到要求的韧性值。另外，如果回火的回火参数小于18.50×103，在使用加工时，不进行后焊接热处理时不能得到要求的韧性，如果超过20.90×103，在使用加工时，进行后焊接热处理不能得到要求的强度。
下面，参照实例更详细地说明本发明。
实例
制造出具有表1或2的化学成分的样品钢(20mm厚)。在900-1025℃下正火后，作为回火及使用加工时的后焊接热处理进行在650-740℃下保温1-4hr的热处理。表1、2中的“o”表示的No.3-8，14-16及20-23号钢为本发明的钢，而由x表示的其余的钢为比较实例钢。在“备注”这项中说明钢的成分特点。顺便提一下，比较实例钢No.1和2是JIS、STBA23和STBA22，是现有的Cr-Mo钢的典型实例。
                                                     表1
                                                                                         (试样钢的成分：重量％)
 No.   C   Si   Mn    P    S   Cr   Mo  W   V   Nb  Ti    B   Ae     N     备注
  1  ×  0.14  0.29  0.43  0.014  0.009  1.05  0.51  -   -  -  -  -   0.005  0.0038   STBA 22
  2  ×  0.13  0.65  0.43  0.009  0.007  1.28  0.53  -   -  -  -  -   0.006  0.0039   STBA 23
  3  ○  0.06  0.75  1.32  0.009  0.005  1.40  0.64  -   0.17  0.019  -  0.0031   0.007  0.0035   C  下限
  4  ○  0.09  0.11  0.85  0.009  0.005  1.49  0.49  -   0.17  0.019  -  0.0031   0.007  0.0039   Si 下限
  5  ○  0.14  0.50  0.22  0.008  0.005  1.49  0.60  -   0.24  0.013  -  0.0026   0.010  0.0041   Mn 下限
  6  ○  0.14  0.75  1.50  0.009  0.006  0.52  0.59  -   0.18  0.014  -  0.0030   0.007  0.0045   Cr 下限
  7  ○  0.13  0.30  1.47  0.007  0.007  1.46  0.14  -   0.29  0.006  -  0.0006   0.030  0.0030   Mo，Nb，B 下限
  8  ○  0.12  0.30  1.00  0.009  0.006  1.32  0.62  -   0.006  0.006  -  0.0030   0.004  0.0028   V  下限
  9  ×  0.04  0.09  1.21  0.007  0.007  1.19  0.52  -   0.17  0.012  -  0.0030   0.010  0.0035   C，Si低于下限
  10  ×  0.09  0.25  0.18  0.007  0.009  1.10  0.52  -   0.15  0.015  -  0.0016   0.006  0.0035   Mn 低于下限
  11  ×  0.08  0.55  0.88  0.007  0.007  0.45  0.49  -   0.14  0.016  -  0.0022   0.006  0.0036   Cr 低于下限
  12  ×  0.11  0.30  1.05  0.007  0.005  1.23  0.09  -   0.003  0.016  -  0.0035   0.005  0.0039   Mo，V低于下限
  13  ×  0.08  0.55  0.80  0.007  0.005  1.00  0.25  -   0.17  -  -  0.0001   0.006  0.0043   Nb，B低于下限
  14  ○  0.14  0.75  1.49  0.009  0.005  0.52  0.52  -   0.17  0.012  -  0.0012   0.006  0.0045   C，Si，Mn上限
  15  ○  0.09  0.30  0.30  0.007  0.008  1.45  0.64  -   0.18  0.045  -  0.0015   0.008  0.0038   Cr，Nb，上限
○：本发明钢
×：比较实例钢
                                                                    表2
-接表1-                                                                                                                                   (试样钢的成分：重量％)
 No.     C    Si   Mn     P     S   Cr   Mo   W    V     Nb    Ti     B   Ae     N     备注
  16   ○   0.09   0.30   1.21   0.008   0.006   1.18   0.52   -   0.28   0.015   -   0.0048   0.007   0.0036   V，B上限
17 × 0.16 0.82 1.66 0.007 0.006 1.25 0.49 - 0.17 0.016 - 0.0029 0.006 0.0035   C，Si，Mn高于上限
  18   ×   0.12   0.30   1.15   0.009   0.006   1.75   0.69   -   0.38   0.018   -   0.0029   0.007   0.039   Cr，V高于上限
  19   ×   0.12   0.31   1.15   0.009   0.005   1.25   0.55   -   0.17   0.017   -   0.0085   0.007   0.0035   B高于上限
  20   ○   0.10   0.32   1.02   0.009   0.006   1.25   0.55   -   0.14   0.006   0.025   0.0035   0.004   0.0029   加入Ti
  21   ○   0.10   0.32   1.00   0.008   0.005   1.25   0.35   0.42   0.17   0.012   -   0.0029   0.005   0.0045   加入W
  22   ○   0.07   0.29   0.82   0.005   0.004   1.15   0.12   0.85   0.17   0.007   0.015   0.0032   0.005   0.0035   加入W+Ti
  23   ○   0.09   0.75   0.45   0.006   0.005   0.75   0.15   0.42   0.19   0.008   0.025   0.0029   0.005   0.0029   同上
  24   ×   0.12   0.32   1.05   0.006   0.006   1.25   0.50   -   0.19   0.008   0.062   0.0015   0.005   0.0030   Ti高于上限
  25   ×   0.12   0.75   1.05   0.006   0.005   1.25   0.35   1.20   0.19   0.012   -   0.0015   0.005   0.0032   W高于上限
  26   ○   0.09   0.30   0.50   0.007   0.004   1.24   1.04   -   0.19   0.016   -   0.0030   0.005   0.0032   Mo上限
  27   ×   0.11   0.32   1.20   0.007   0.005   1.32   1.24   -   0.22   0.025   -   0.0030   0.005   0.0035   Mo高于上限
○：本发明钢
×：比较实例钢
表3和4表示热处理条件，高温拉伸强度，抗冲击性，蠕变断裂强度，及防焊接低温裂纹的预热温度。顺便说一下，使用φ6mm×GL30mm的试块进行高温拉伸试验及蠕变断裂试验，和使用斜的y型焊接裂纹试块进行防焊接低温裂纹的预热温度的评价。
图1示出把特征值中高温拉伸强度和蠕变断裂强度转为按照JIS的允许应力及对它们作图而示出这些强度。关于蠕变断裂强度，表3、4中550℃×10,000hr和600℃×5,000hr转换成就Larson和Miller参数而言的与105hr断裂相应的温度。这里用的Larson和Miller参数(L.M.P)由下面的公式(1)表示，其转换公式由公式(2)表示。在图中，比较实例钢的STBA23的允许应力值和作为本发明的钢的目标低限可允许的应力值作为参考值由实线表示。
L.M.P.＝TT(20+log tr)           (1)
式中：TT：试验温度(k)；
      tr：试验时间。
T1＝T2(20+logt1)÷(20+logt1)    (2)
式中：T1：105hr断裂相应的温度(k)，
      t1：105，
      T2和t2：已知温度(k)和时间(hr)。
在该实例中在550℃×10,000hr的情形下，T2是823，t2是10,000，而在600℃×5,000hr的情形下，T2是873和t2是5,000。
有作为回火参数的同一形式的L.M.P.指出在蠕变断裂试验中温度和时间的关系，而回火条件可由回火参数确定。
图2示出与室温吸收冲击的能量相反的在实例的特点中450℃下的拉伸强度。在图中，本发明钢的目标低限值作为参考值由虚线示出。
在本发明钢的No.3-8号钢中，各组分C，Si，Mn，Cr，Mo，V，Nb和B接近本发明范围的低限，这些钢中各钢的拉伸强度和蠕变断裂强度高于比较实例钢No.1和2的值，它们的冲击值和防焊接低温裂纹预热温度是可比的。在No.9-13钢中，各成分C，Si，Mn，Cr，Mo，V，Nb和B低于本发明范围的下限，它们的拉伸强度和蠕变断裂强度比本发明钢的值显著低。在No.14-16钢中，各成分C，Si，Mn，Cr，V，Nb和B接近本发明的上限。但是，它们的拉伸强度和蠕变断裂强度高于本发明钢的No.3-8钢的值。而冲击值及防焊接低温裂纹的预热温度与比较实例No.1和2是可比较的。在No.17-19钢中，各成分C，Si，Mn，Cr，No，V，Nb和B高于本发明的上限。虽然No.17和18钢的拉伸强度和蠕变断裂强度是高的，但冲击值及抗焊接低温开裂预热温度比比较实例钢No.1和2差。在No.19钢中，热加工性降低很显著使得在热轧时不能进行裂纹试验。No.20-23号钢是单单加Ti或W或同时加入两者。但是，拉伸强度及蠕变断裂强度是高的，而冲击值及抗焊接低温裂纹的预热温度也是可与比较实例钢No.1和2的值相比较。在No.24，25号钢中，Ti和W超过本发明的上限。虽然它们的拉伸强度和蠕变断裂强度是高的，但冲击值和抗焊接低温裂纹的预热温度比比较实例钢No.1和2的差。
在N0.26钢中，Mo含量接近本发明的上限。而拉伸强度、蠕变断裂强度和抗焊接低温裂纹的预热温度与比较实例钢No.14-16的值一样。
在No.27号钢中，Mo含量高于本发明的上限。该抗低温裂纹的预热温度比比较实例钢No.1和2差。
另外，No.8-1至8-4和No.15-1至16-1钢与No.8，15，16钢相应，但热处理条件改变了。由于No.8-1钢的正火温度低于本发明钢的低限，其拉伸强度及蠕变断裂强度是低的。由于No.8-4钢中正火参数高于本发明钢的上限，蠕变断裂强度是低的。另一方面在No.15-2号钢中，正火温度超过本发明钢的上限。因此，虽然拉伸强度及蠕变断裂强度是高的，冲击值是低的，并且韧性降低。因此，机加工性有问题。由于No.16-1钢的回火参数低于本发明钢的低限，冲击值低，韧性也降低，尽管拉伸强度及蠕变断裂强度是高的。因此仍然有加工性的问题。
                                                          表3
    钢No.        热处理条件   450℃下延伸特点   室温冲击值(kgf-m) 550℃×10,000hr下蠕变断裂应力(kgf/mm2) 600℃×5,000hr下蠕变断裂应力(kgf/mm2)  防低温裂纹预热温度(℃)
  正火温度(℃)   回火参数(×10-J)      TS(kgf/mm2) 断裂时延伸率(％)
    1  × 910 20.05     47.2     32     13.0     10.5     6.6     200
    2  ×     46.6     33     15.5     11.2     6.5     200
    3  ○     980     20.42     54.2     31     12.0     17.5     10.0     150
    4  ○     57.5     28     8.0     19.5     10.5     175
    5  ○     61.6     27     14.5     22.5     12.0     200
    6  ○     60.2     26     12.5     20.0     11.0     200
    7  ○     61.2     24     5.4     21.5     12.0     175
    8  ○     56.7     32     14.5     15.0     8.5     175
    9  ×     44.8     34     1.9     13.5     7.4     125
    10  ×     50.3     33     8.0     13.9     8.0     150
    11  ×     50.7     29     9.0     14.5     8.0     150
    12  ×     43.0     31     16.3     ＜5.0     -     125
    13  ×     50.5     28     1.8     11.0     -     175
    14  ○     63.5     25     6.0     21.0     10.6     200
    15  ○     66.4     22     9.0     21.5     11.0     200
    16  ○     63.8     22     5.2     22.5     12.5     200
    17  ×     67.2     19     1.9     21.5     11.0     250
○：本发明钢
×：比较实例钢
                                                         表4(接表3)
    钢No.                   热处理条件         450℃下延伸特点   室温冲击值(kgf-m)    550℃×10,000hr下蠕变断裂应力(kgf/mm2)  600℃×5,000hr下蠕变断裂应力(kgf/mm2)  防低温裂纹预热温度(℃)
  正火温度(℃)   回火参数(×10-J)      TS(kgf/mm2) 断裂时延伸率(I)
    18 × 980 20.42     71.5     17     0.9     23.0     13.2     250
    19 ×     -     -     -     -     -     -
    20 ○     57.5     27     14.0     18.0     10.5     175
    21 ○     59.2     26     6.0     18.5     11.5     175
    22 ○     62.2     24     8.0     20.5     12.5     175-
    23 ○     64.4     25     9.0     19.5     12.0     175
    24 ×     57.2     26     0.8     18.5     10.0     175
    25 ×     68.3     24     1.6     22.5     13.0     250
    26 ○     60.4     24     7.2     22.5     13.0     200
    27 ×     63.2     21     6.8     23.0     13.5     250
    8-1 ×     935     20.42     50.0     34     16.8     13.5     7.0     -
    8-2 ○     965     20.42     54.2     32     15.2     14.5     8.0     -
    8-3 ○     995     20.42     58.9     28     6.7     15.5     9.0     -
    8-4 ×     980     20.87     52.6     30     15.0     13.9     8.5     -
    15-1 ○     995     20.42     68.9     21     6.3     22.5     11.0     -
    15-2 ×     1025     20.42     70.6     19     1.3     23.5     11.0     -
    16-1 ×     980     18.46     78.8     16     0.8     24.5     12.5     -
○：本发明钢
×：比较实例钢
本发明提供了一种有极好的高温强度的铁素体耐热钢，可用在400-550℃的温度范围。这种钢有极好的高温强度，另外，其焊接性及弯曲加工性与普通的铁素体耐热钢相同。由于这些特点及成本，本发明的钢可广泛用于热动力厂的耐压元件，本发明的工业效果相当大。

Claims (5)

1.一种具有极好的高温强度的铁素体耐热钢，按重量百分比包括：
C：     0.05-0.15％，     Si：    0.10-0.80％，
Mn：    0.20-1.5％，      Cr：    0.5-1.5％，
Mo：    0.10-1.15％，     V：     0.005-0.30％，
Nb：    0.005-0.05％，    B：     0.0002-0.0050％。
其余为Fe及不可避免的杂质，就金属结构的面积比而言其结构包括不大于15％的先共析铁素体和其余为贝氏体。
2.一种具有极好的高温强度的铁素体耐热钢，按重量百分比包括：
C：     0.05-0.15％，     Si：    0.10-0.80％，
Mn：    0.20-1.5％，      Cr：    0.5-1.5％，
Mo：    0.10-1.15％，     V：     0.005-0.30％，
Nb：    0.005-0.05％，    B：     0.0002-0.0050％。
Tw：    0.005-0.05％
其余为Fe及不可避免的杂质，就金属结构的面积比而言其结构包括不大于15％的先共析铁素体和其余为贝氏体。
3.一种具有极好的高温强度的铁素体耐热钢，按重量百分比包括：
C：     0.05-0.15％，     Si：    0.10-0.80％，
Mn：    0.20-1.5％，      Cr：    0.5-1.5％，
Mo：    0.10-1.15％，     V：     0.005-0.30％，
Nb：    0.005-0.05％，    B：     0.0002-0.0050％。
W：     0.4-1.0％
余为Fe为不可避免的杂质，就金属结构面积比而言，其结构包括不大于15％的先共析铁素体和其余为贝氏体。
4.一种具有极好的高温强度的铁素体耐热钢，按重量百分比包括：
C： 0.05-0.15％，    Si：0.10-0.80％，
Mn：0.20-1.5％，     Cr：0.5-1.5％，
Mo：0.10-1.15％，    V： 0.005-0.30％，
Nb：0.005-0.05％，   B： 0.0002-0.0050％，
Ti：0.005-0.05％，   W： 0.4-1.0％。
余为Fe为不可避免的杂质，就金属结构面积比而言，其结构包括不大于15％的先共析铁素体和其余为贝氏体。
5.一种制造耐热钢的方法，包括下面步骤：
熔化及塑性加工具有权利要求1-4之一的成分的钢，在950-1010℃温度范围对所述的钢进行正火，随后，考虑所述的钢的机械性能之间合适的平衡保持一个T.P.值在18.5×103-20.90×103的范围中进行回火，T.P.值由下式表示：
T.P.＝T(20+logt)
式中，T：回火温度(k)，
      t：回火时间(hr)。
CN95196709A 1994-11-04 1995-11-02 制造铁素体耐热钢的方法 Expired - Fee Related CN1074057C (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP271625/94 1994-11-04
JP271625/1994 1994-11-04
JP27162594 1994-11-04

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1169164A true CN1169164A (zh) 1997-12-31
CN1074057C CN1074057C (zh) 2001-10-31

Family

ID=17502688

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN95196709A Expired - Fee Related CN1074057C (zh) 1994-11-04 1995-11-02 制造铁素体耐热钢的方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6136110A (zh)
EP (1) EP0789785B1 (zh)
JP (1) JP3534413B2 (zh)
CN (1) CN1074057C (zh)
DE (1) DE69527639T2 (zh)
DK (1) DK0789785T3 (zh)
WO (1) WO1996014445A1 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100376708C (zh) * 2004-09-16 2008-03-26 株式会社东芝 耐热钢、耐热钢的热处理方法以及高温汽轮机转子
CN101210302B (zh) * 2006-12-25 2010-08-18 宝山钢铁股份有限公司 一种中低碳贝氏体高强高韧钢及其制造方法
CN101381790B (zh) * 2008-10-23 2012-05-30 衡阳华菱连轧管有限公司 电炉冶炼10Cr9Mo1VNbN铁素体耐热钢经水平连铸成圆管坯的方法
CN103981446A (zh) * 2014-03-26 2014-08-13 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 一种贝氏体型700MPa级螺纹钢筋及其生产方法

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998031843A1 (de) * 1997-01-15 1998-07-23 Mannesmann Ag Verfahren zur herstellung nahtloser leitungsrohre mit stabiler streckgrenze bei erhöhten einsatztemperaturen
JP3745567B2 (ja) * 1998-12-14 2006-02-15 新日本製鐵株式会社 電縫溶接性に優れたボイラ用鋼およびそれを用いた電縫ボイラ鋼管
JP3514182B2 (ja) 1999-08-31 2004-03-31 住友金属工業株式会社 高温強度と靱性に優れた低Ｃｒフェライト系耐熱鋼およびその製造方法
JP3518515B2 (ja) * 2000-03-30 2004-04-12 住友金属工業株式会社 低・中Ｃｒ系耐熱鋼
AU2001283301A1 (en) * 2000-08-10 2002-02-25 Indigo Energy, Inc. Long-life vacuum system for energy storage flywheels
CN1109774C (zh) * 2000-11-17 2003-05-28 孙传水 一种耐热合金组合物
JP5610796B2 (ja) * 2010-03-08 2014-10-22 新日鐵住金ステンレス株式会社 炭化水素燃焼排ガスから発生する凝縮水環境における耐食性に優れるフェライト系ステンレス鋼
US9352369B2 (en) 2012-02-08 2016-05-31 Chevron U.S.A. Inc. Equipment for use in corrosive environments and methods for forming thereof
JP6768671B2 (ja) * 2015-08-28 2020-10-14 三菱重工コンプレッサ株式会社 タービンロータの製造方法、及び、タービンの製造方法
CN105861925A (zh) * 2016-06-13 2016-08-17 苏州双金实业有限公司 一种具有耐高温性能的钢

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3600161A (en) * 1965-07-09 1971-08-17 Nippon Steel Corp Low-alloyed high strength steel having resistance to the sulfide corrosion cracking
JPS6179745A (ja) * 1984-09-28 1986-04-23 Nippon Steel Corp 溶接継手熱影響部靭性のすぐれた鋼材の製造法
JPS61139648A (ja) * 1984-12-11 1986-06-26 Kawasaki Steel Corp 強度及び溶接性に優れた低炭素極厚鋼板
CA1320110C (en) * 1988-06-13 1993-07-13 Hiroshi Tamehiro Process for manufacturing building construction steel having excellent fire resistance and low yield ratio, and construction steel material
DE69003202T2 (de) * 1989-07-31 1994-03-31 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Hochfeste, hitzebeständige, niedrig legierte Stähle.
JP2743116B2 (ja) * 1990-07-27 1998-04-22 愛知製鋼 株式会社 熱間鍛造用非調質鋼
JPH0681078A (ja) * 1992-07-09 1994-03-22 Sumitomo Metal Ind Ltd 低降伏比高強度鋼材およびその製造方法
JP2861698B2 (ja) * 1993-01-22 1999-02-24 住友金属工業株式会社 高降伏比高靱性非調質高強度鋼の製造方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100376708C (zh) * 2004-09-16 2008-03-26 株式会社东芝 耐热钢、耐热钢的热处理方法以及高温汽轮机转子
CN101210302B (zh) * 2006-12-25 2010-08-18 宝山钢铁股份有限公司 一种中低碳贝氏体高强高韧钢及其制造方法
CN101381790B (zh) * 2008-10-23 2012-05-30 衡阳华菱连轧管有限公司 电炉冶炼10Cr9Mo1VNbN铁素体耐热钢经水平连铸成圆管坯的方法
CN103981446A (zh) * 2014-03-26 2014-08-13 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 一种贝氏体型700MPa级螺纹钢筋及其生产方法
CN103981446B (zh) * 2014-03-26 2016-03-09 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 一种贝氏体型700MPa级螺纹钢筋及其生产方法

Also Published As

Publication number Publication date
DK0789785T3 (da) 2002-11-25
JP3534413B2 (ja) 2004-06-07
US6136110A (en) 2000-10-24
WO1996014445A1 (en) 1996-05-17
DE69527639T2 (de) 2003-04-24
CN1074057C (zh) 2001-10-31
EP0789785B1 (en) 2002-07-31
EP0789785A1 (en) 1997-08-20
DE69527639D1 (de) 2002-09-05
JPH11502259A (ja) 1999-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4427012B2 (ja) 耐遅れ破壊特性に優れた高強度ボルトおよびその製造方法
EP2060650B1 (en) Ferritic stainless steel material for automobile exhaust gas passage components
CN1074057C (zh) 制造铁素体耐热钢的方法
JP4448456B2 (ja) 浸炭時の粗大粒防止特性と疲労特性に優れた肌焼鋼とその製造方法
EP0427301B1 (en) High-strength high-Cr ferritic heat-resistant steel
CN1205349C (zh) 高Cr铁素体系耐热钢
CN1114715C (zh) 具有高机械强度和抗腐蚀的马氏体不锈钢
CN1900343A (zh) 耐延迟断裂特性优良的抗拉强度为1600MPa级或以上的钢及其成型品的制造方法
CN1571858A (zh) 马氏体不锈钢
JP6631640B2 (ja) 肌焼鋼、浸炭部品および肌焼鋼の製造方法
JP2001073066A (ja) 高温強度と靱性に優れた低Ｃｒフェライト系耐熱鋼およびその製造方法
CN1039725C (zh) 高强度、高韧性弹簧钢及其生产工艺
CN109790602B (zh) 钢
CN1823177A (zh) 加工硬化的不锈钢板
CN1266298C (zh) 耐延迟断裂和冷加工性能优良的高强度螺栓钢
CN1275632A (zh) 耐延迟断裂性能优良的高强度螺栓钢
CN1173065C (zh) 耐延迟断裂高强度钢
CN1152148C (zh) 高强度螺栓用钢
CN101063190A (zh) 一种马氏体热强钢
JPH08134585A (ja) 高温強度及び耐酸化性に優れたフェライト系耐熱鋼及びその製造方法
JP3387145B2 (ja) 高温延性および高温強度に優れた高Ｃｒフェライト鋼
WO2006057470A1 (en) Steel wire for cold forging
JPS62278251A (ja) 耐応力腐食割れ性に優れた低合金鋼
JP6282078B2 (ja) 結晶粒度特性および衝撃特性に優れた機械構造用鋼からなる鋼部品の製造方法
CN1094993C (zh) 高强高韧结构钢

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C19 Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee