专利名称：：用于汽轮机外壳应用的CrMo1/4V钢铸件中的铌添加的制作方法
技术领域：
：本发明涉及含铌的钢铸件。本发明进一步涉及含铌的铬-钼-钒钢铸件，其适用于汽轮机外壳或阀门外壳应用。
背景技术：
：为提高钢的力学性能和可焊性，将各种合金元素如Ti、Nb、Mo、W、B等加入低合金钢和高合金钢中。加入Ti和Nb作为碳化物形成体，它们通过形成细小的基体碳化物来强化合金钢，这些碳化物与位错相互作用并在亚晶界析出，从而降低了二次蠕变速率。目前，CrMoV基钢铸件用于高达约540°C的汽轮机外壳和阀门外壳用途。由于功率要求的提高和对二氧化碳排放的限制，对更高的汽轮机效率和输出存在日益增长的需求。通过提高汽轮机的温度和压力，有可能在不大幅增加成本的情况下实现上述需求。发明目标本发明的目标是提出一种含Nb的铬-钼-钒铸钢，它在室温和高温以及高压下具有更大的机械强度和延展性。本发明的另一目标是提出一种含Nb的铬-钼-钒铸钢，它在高温下具有更大的蠕变断裂时间、断裂伸长率和面积缩小。本发明的另一目标是提出一种含Nb的铬-钼-钒铸钢，它可用于制造汽轮机外壳或者其它承受高温和高压的零件。发明概述本发明提供了一种含铌的铬-钼-钒铸钢。更具体地，本发明提供了一种耐热的铬一钼—钒钢，其基本组成为0.08-0.12重量％的碳、0.015重量％或更低的硫、0.02重量％或更低的磷、0.30-0.60重量％的珪、0.50-0.80重量％的锰、1.20-1.50重量°/。的铬、0.90-1.00重量°/0的钼、0.20-0.30重量％的钒、除偶然杂质以外余量为铁、并含有0.04-0.08重量y。的铌。附图简述利用以下附图，对本发明进行更详细的介绍。图1:用于制备焊接接头的双"V"形边缘的示意图。图2:焊接过程鉴定的取样方案图3:具有不同Nb含量的1CrlMol/4V钢焊接接头的LarsonMiller参数与应力的关系曲线图4:具有不同Nb含量的1CrlMol/4V钢焊接接头的LarsonMiller参数与应力的关系曲线图5:具有不同Nb含量的1CrlMol/4V钢的LarsonMiller参数与伸长率的关系曲线图6:具有不同Nb含量的1CrlMol/4V钢焊接接头的LarsonMiller参数与伸长率的关系曲线图7:不同测试条件下，铌含量对所测的1CrlMol/4V钢的蠕变断裂性能的影响图8:200MPa、不同测试温度条件下，铌含量对所测的1CrlMol/4V钢的蠕变断裂性能的影响发明详述根据本发明提供了一种含0.04-0.08重量％铌的铬-钼-钒(Cr-Mo-V)铸钢。该铸钢包含0.08-0.12重量％的碳、0.015重量％或更低的硫、0.02重量°/或更低的磷、0.30-0.60重量％的硅、0.50-0.80重量％的锰、1.20-1.50重量°/。的铬、0.90-1.00重量％的钼、0.20-0.30重量°/。的钒、除偶然杂质外余量为铁，并加入了0.04-0.08重量％的铌。对基础的铬-钼-钒铸钢进行铸钢的均勻化热处理，随后加入0.04-0.08重量％的铌。在感应熔化炉中进行Nb的添加。对如此制备的含铌铸件进行各种测试以评价其蠕变/应力断裂性能及拉伸强度。通过向CrMoV钢中添加0.4-0.8%的Nb，得到3种铸件。分别将钢炫体命名为铸件"B"、铸件"C"和铸件"D"。将不含Nb的基础熔体命名为铸件"A"。A:基础的铬-钼-钒铸件(CrMoV铸件)B:具有0.04重量％铌的CrMoV铸件C:具有0.06%铌的CrMoV铸件D:具有0.08%铌的CrMoV铸件通过在940X:下保温3小时对基础的CrMoV钢进行固溶处理，然后强制空气冷却，从而进行对铸件"A"的热处理。通过在1040匸下保温3小时使CrMoVNb钢进行固溶处理，然后强制空气冷却，从而进行对其它铸件"B"、"C"和"D"的热处理。接着，所有的铸件在7401C回火5小时并在炉中冷却至300"，然后空气冷却至室温。所有四种铸件的组成如表1所示。表l.不同Nb含量的1CrlMol/4V铸件的化学组成<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>使用CrMoV电极进行焊接。按照表2所详述的工厂规范对铸件进行焊接，以获得充足数量的试样。进行可焊性研究。对所有四种铸件进行可焊性测试和180°弯曲测试。表2.焊接过程的细节<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>测试、冲击测试、拉伸测试、热拉伸测试以及蠕变/应力断裂测试。蠕变/应力断裂测试是在525、550、575及60(TC下进行的，应力在100-300MPa变化。对刚得到的材料以及蠕变断裂测试后的材料进行显微组织分析，包括扫描电子显微分析。测试了添加Nb的1CrlMol/4V钢的室温和高温拉伸强度，且其高于普通的1CrlMol/4V钢。在添加Nb的钢中，发现含0.06%铌的钢的拉伸强度最高。添加0.06%和0.08%铌的1CrlMol/4V铸件表现出较高的蠕变断裂性能(图3)。这些铸件的蠕变延展性较普通1CrlMol/4V钢稍低。在焊接接头试样蠕变断裂测试结果的基础上，发现具有0.06%Nb的钢的焊接接头强度高于普通的1CrlMol/4V钢以及具有0.04%和0.08%Nb的钢(表3和4及图3-8)。表3CrMoV钢铸件的室温拉伸强度<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表4CrMoV钢的冲击强度<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>权利要求1.铬-钼-钒(Cr-Mo-V)铸钢，其包含0.04-0.08重量％的铌。2.根据权利要求1所述的CrMoV铸钢，其中铸钢的碳含量是0.08-0.12重量％。3.根据权利要求1所述的CrMoV铸钢，其中铸钢的硫含量是0.015重量％或者更少。3.根据权利要求1所述的CrMoV铸钢，其中铸钢的磷含量是0.02重量°/。或者更少。4.根据权利要求1所述的CrMoV铸钢，其中铸钢的硅含量是0.30-0.60重量％。5.根据权利要求1所述的CrMoV铸钢，其中铸钢的锰含量是0.50-0.80重量％。6.根据权利要求1所述的CrMoV铸钢，其中铸钢的铬含量是1.20-1.50重量％。7.根据权利要求1所述的CrMoV铸钢，其中铸钢的钼含量是0.90-1.10重量°/。。8.根据权利要求1所述的CrMoV铸钢，其中铸钢的钒含量是0.20-0.30重量％。全文摘要一种含有0.04-0.08重量％铌的铬-钼-钒(Cr-Mo-V)铸钢。文档编号C22C38/02GK101111618SQ200680000921公开日2008年1月23日申请日期2006年3月20日优先权日2006年2月1日发明者J·R·古拉姆,K·辛格,M·普德萨,P·那瑟,S·R·卡塔姆,V·K·阿格拉沃申请人:布哈拉特强电有限公司