热锻造用不锈钢和用于该钢的热锻造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及大尺寸部件的热锻造用不锈钢。
【背景技术】
[0002] 存在生产不仅具有耐腐蚀性和强机械性能尤其在高温下具有耐腐蚀性和强机械 性能，而且也具有良好的超声可检测性的大尺寸金属部件的需求。
[0003] 超声渗透性非常依赖于晶粒尺寸。如果此微结构特征变得过大，则渗透性消失，并 且不能再检测到部件中可能含有的一些缺陷。此外，如果晶粒尺寸变得过大，则拉伸机械性 能变差。
[0004] 例如，核反应堆锅炉含有尺寸大且几何形状复杂的部件。这些部件可以是例如具 有非常宽的直径且设置有分支点的主要冷却回路的管状分支。
[0005] 通过对重量为几十吨的钢铸锭进行热锻造并然后机械加工该锻造件，能够获得大 尺寸的部件。
[0006] 不过，这些部件的热锻造需要将铸锭保持在高温下很长一段时间，其可能会持续 数天。这会通过使晶粒过度增大而影响钢的微结构。由此不利于部件的机械性能及其对超 声检测的适用性。
[0007] 在整个热锻造过程中，难以控制这些方面。在一天或多天的热锻造之后，并且在极 长的机械加工步骤之后，制造结束时进行检测的部件与规格的任何不一致都会导致部件被 丢弃，这意味着大的损失。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的之一是通过热锻造制造不锈钢部件，这些部件具有良好的超声可检 测性。
[0009] 为了达到这个目的，本发明提出一种热锻造用微合金化的奥氏体的不锈钢，以 wt %计具有以下组成：
[0010] 16. 0%^ Cr ^ 25.0% ；
[0011] 8. 0%^ Ni ^ 25.0% ；
[0012] 痕量彡 Mo 彡 6.0%;
[0013] 痕量彡 C 彡 0.08%;
[0014] 痕量彡 Si 彡 1.0%;
[0015] 痕量彡 Mn 彡 3.0%;
[0016] 痕量彡 P 彡 0.045%;
[0017] 痕量彡 S 彡 0.035%;
[0018] 痕量彡 Cu 彡 2.0%;
[0019] 痕量彡N彡0? 2% ;
[0020] 痕量彡V彡0.3%;
[0021] 痕量彡 Ti 彡 0.3%;
[0022] 痕量彡 B 彡 0.005%;
[0023] 痕量彡W彡3.0%;
[0024] 0. 015%^ Nb ^ 0. 100%,
[0025] 其余为铁和不可避免的制造杂质。
[0026] 根据其它实施方式，所述钢包括单独使用或任何技术上可能的组合使用的一个或 多个以下特征：
[0027] 铌（Nb)含量为0.030wt%以上，尤其为0.035wt%以上；
[0028] 铌（Nb)含量小于0? 050wt %，尤其为0? 045wt %以下；
[0029] 碳（C)含量小于0? 05wt %，优选为0? 02wt %以下；
[0030] 铬（Cr)含量小于 23wt% ;
[0031] 磷⑵含量为0.04wt%以下，和/或硫⑶含量为0.03wt%以下；
[0032] 氮（N)含量为0? Iwt %以下；
[0033] 所述钢以wt%计具有以下组成：
[0034] 16. 0%^ Cr ^ 25.0% ；
[0035] 8. 0%^ Ni ^ 25.0% ；
[0036] 痕量彡 Mo 彡 6. 0% ;
[0037] 痕量彡 C 彡 0.08%;
[0038] 痕量彡 Si 彡 1.0%;
[0039] 痕量彡 Mn 彡 3. 0% ;
[0040] 痕量彡 P 彡 0? 04% ;
[0041] 痕量彡 S 彡 0.03%;
[0042] 痕量彡 Cu 彡 2.0%;
[0043] 痕量彡N彡0? 1% ;
[0044] 痕量彡V彡0.3%;
[0045] 痕量彡 Ti 彡 0.3%;
[0046] 痕量彡 B 彡 0.005%;
[0047] 痕量彡W彡3.0%;
[0048] 0. 015%^ Nb ^ 0. 100%,
[0049] 其余为铁和不可避免的制造杂质；
[0050] 所述钢以wt%计具有以下组成：
[0051] 17. 0%^ Cr ^ 19.0% ；
[0052] 8. 0%^ Ni ^ 10.0% ；
[0053] 痕量彡 Mo 彡 6.0%;
[0054] 痕量彡 C 彡 0.08%;
[0055] 痕量彡 Si 彡 1.0%;
[0056] 痕量彡 Mn 彡 2. 0% ;
[0057] 痕量彡 P 彡 0.04%;
[0058] 痕量彡 S 彡 0.03%;
[0059] 痕量彡 Cu 彡 2.0%;
[0060] 痕量彡N彡0? 1% ;
[0061] 痕量彡V彡0? 3% ;
[0062] 痕量彡 Ti 彡 0.3%;
[0063] 痕量彡 B 彡 0.005%;
[0064] 痕量彡W彡3.0%;
[0065] 0. 015%^ Nb ^ 0. 100% ；
[0066] 其余为铁和不可避免的制造杂质；
[0067] 所述钢以wt%计具有以下组成：
[0068] 18. 0%^ Cr ^ 20.0% ；
[0069] 8. 0%^ Ni ^ 12.0% ；
[0070] 痕量彡 Mo 彡 6.0%;
[0071] 痕量彡 C 彡 0.03%;
[0072] 痕量彡 Si 彡 1.0%;
[0073] 痕量彡 Mn 彡 2.0%;
[0074] 痕量彡 P 彡 0.04%;
[0075] 痕量彡 S 彡 0.03%;
[0076] 痕量彡 Cu 彡 2.0%;
[0077] 痕量彡N彡0.1%;
[0078] 痕量彡V彡0.3%;
[0079] 痕量彡 Ti 彡 0.3%;
[0080] 痕量彡 B 彡 0? 005% ;
[0081] 痕量彡W彡3.0%;
[0082] 0. 015%^ Nb ^ 0. 100%,
[0083] 其余为铁和不可避免的制造杂质；
[0084] 所述钢以wt%计具有以下组成：
[0085] 16. 0%^ Cr ^ 18.0% ；
[0086] 10. 0%^ Ni ^ 12. 5% ；
[0087] 2. 0%^ Mo ^ 2. 5% ；
[0088] 痕量彡 C 彡 0.08%;
[0089] 痕量彡 Si 彡 1.0%;
[0090] 痕量彡 Mn 彡 2. 0% ;
[0091] 痕量彡 P 彡 0.04%;
[0092] 痕量彡 S 彡 0.03%;
[0093] 痕量彡 Cu 彡 2.0%;
[0094] 痕量彡N彡0.2%;
[0095] 痕量彡V彡0.3%;
[0096] 痕量彡 Ti 彡 0.3%;
[0097] 痕量彡 B 彡 0.005%;
[0098] 痕量彡W彡3.0%;
[0099] 0. 015%^ Nb ^ 0. 100%,
[0100] 其余为铁和不可避免的制造杂质；
[0101] 所述钢以wt%计具有以下组成：
[0102] 16. 0%^ Cr ^ 18. 0% ；
[0103] 10. 0%^ Ni ^ 14. 0% ；
[0104] 2. 0%^ Mo ^ 3. 0% ；
[0105] 痕量彡 C 彡 0.02%;
[0106] 痕量彡 Si 彡 1.0%;
[0107] 痕量彡 Mn 彡 2.0%;
[0108] 痕量彡 P 彡 0.04%;
[0109] 痕量彡 S 彡 0.03%;
[0110] 痕量彡 Cu 彡 2.0%;
[0111] 痕量彡N彡0? 1% ;
[0112] 痕量彡V彡0? 3% ;
[0113] 痕量彡 Ti 彡 0.3%;
[0114] 痕量彡 B 彡 0.005%;
[0115] 痕量彡W彡3.0%;
[0116] 0. 015%^ Nb ^ 0. 100%,
[0117] 其余为铁和制造杂质；
[0118] 所述钢以wt%计具有以下组成：
[0119] 19. 0%^ Cr ^ 23. 0% ；
[0120] 23. 0%^ Ni ^ 25. 0% ；
[0121] 4. 0%^ Mo ^ 5. 0% ；
[0122] 痕量彡 C 彡 0.02%;
[0123] 痕量彡 Si 彡 1.0%;
[0124] 痕量彡 Mn 彡 2.0%;
[0125] 痕量彡 P 彡 0.045%;
[0126] 痕量彡 S 彡 0.035%;
[0127] I. 0%^ Cu ^ 2. 0% ；
[0128] 痕量彡N彡0? 1% ;
[0129] 痕量彡V彡0? 3% ;
[0130] 痕量彡 Ti 彡 0.3%;
[0131] 痕量彡 B 彡 0.005%;
[0132] 痕量彡W彡3.0%;
[0133] 0. 015%^ Nb ^ 0. 100%,
[0134] 其余为铁和不可避免的制造杂质。
[0135] 本发明还涉及一种用于热锻造由如上述限定的不锈钢的铸锭制成的部件的方法。
[0136] 根据其它实施方式，所述方法包括单独使用或任何技术上可能的组合使用的一个 或多个以下特征：
[0137] 铸锭具有50吨以上的初始重量，尤其具有100吨以上的初始重量；
[0138] 在1050°C和1300°C之间的温度下，尤其是在1150°C和1250°C之间的温度下对所 述铸锭进行热锻造；
[0139] 热锻造进行大于24小时的一段时间，尤其是进行大于36小时的一段时间。
【附图说明】
[0140]阅读仅作为示例并参照附图给出的以下描述后将更好地理解本发明及其优点，其 中：
[0141] 图1是示出一种通过对不锈钢的铸锭进行热锻造来制造大尺寸部件，更具体地制 造核电厂的主管道的管状元件的方法的步骤的示意图；
[0142] 图2是示出制造部件过程中不锈钢的温度的函数曲线图。
【具体实施方式】
[0143] 制造方法包括预备步骤：应用电力钢铁厂中使用的常规工艺和设备（电炉、精炼 装置、可选的再熔化装置）生产不锈钢，以及将液体金属浇铸到铸锭模具中以使待锻造的 铸锭2凝固。
[0144] 制造方法包括热加工步骤，