专利名称：一种新型耐热钢的制作方法
技术领域：
本发明涉及钢铁材料领域，特别是一种新型的具有优异高温力学性能的耐热钢。
背景技术：
由于电力工业是国民经济发展的现行部分，其为工业和国民经济其它部门提供基本动力，是一个国家经济持续、健康发展的关键所在。当今虽然提倡环保，大力发展水电、风电等清洁能源，但鉴于我国的实际情况，国家的电力供应在很长一段时期内仍将很大程度上依赖于火力发电。因此，随着我国经济的快速发展，提高火电机组的热效率是一项重要和紧迫的任务。而火电机组效率的提高主要在于提高蒸汽的压力和温度。这就对火电机组的相关设备用钢特别是锅炉用钢的力学性能、尤其是高温力学性能提出了更高的要求，例如要求钢材在高温下具有足够的持久强度、蠕变强度、抗氧化行、耐腐蚀性、组织稳定性，以及还应具有良好的焊接性和冷热加工性能。9Cr-lMo系列耐热钢具有良好的强韧性、抗蠕变性、优异的高温抗氧化性和耐腐蚀性能，是一种广泛应用于火力发电厂动力等设备的耐热钢材，并且在世界范围内，对于 9Cr-lMo耐热钢的研究及改良一直是热门课题。时至今日，关于9Cr-lMo耐热钢的开发及改良的研究热情非但没有衰减，反而随着能源短缺的日益严重而变更更为迫切。
发明内容
本发明的目的即在于通过调整9Cr-lMo系列耐热钢的成分以及冶炼、热处理工艺，获得一种高温力学性能优异的新型耐热钢。本发明所采用的技术方案如下一种新型耐热钢，其由以下步骤制备得到第一，设计所述耐热钢的成分及配料，以重量百分含量计(％)，包含C 0. 09-0. 11，SiO. 06-0. 3，Mn 0. 5-0. 7，Cr 8-9, Mo 0. 95-1. 05，P 彡 0. 008，S 彡 0. 006，Ni 0. 25-0. 35，Cu 0. 03-0. 05，V 0. 15-0. 20，Nb 0. 09-0. 11，Al 0. 01-0. 02，Ti 0. 005-0. 01，N 0. 02-0. 04，余量为！^和不可避免的杂质。第二，冶炼，包括电弧炉初炼、钢包(LF)精炼、真空脱气(VD)处理，其中电弧炉采用偏心底出钢电弧炉(EBT)，出钢温度为1650-1670°C ；出钢前依序加入铬铁、钼铁、锰铁以及硅铁和Al粒；出钢后在钢包内依序加入钒铁、铌铁、钛铁、纯镍以及纯铜，钢包精炼全程底吹氮气，氮气流量为250-300Nm7min，吊包温度也控制在1650_1670°C ；真空脱气处理真空度在671 以下，保持真空10-15分钟后，再次底吹氮气，流量保持在250-300Nm7min。第三，浇注成型，经水平连铸及适当的轧制工艺将耐热钢加工成所需形状。第四，热处理，将浇注成型的耐热钢在1150_1200°C条件下加热1. 5_2h，随后空冷到220-250°C，保温1. 5-2h后，再以25_30°C /min的升温速率加热到700-750°C高温回火 1.5-2h，之后空冷至室温。本发明的优点是在QCr-IMo的基础上，合理优化了钢的组分，通过各种微量元素的合理添加及协调作用，能够有效细化MX以及M23C6等碳化物；并通过冶炼工艺准确控制了钢的纯净与成分，以达成上述各元素协同作用的目的；同时，独特的热处理工艺和参数选择，有效提高了硬度、抗蠕变断裂等力学性能。
具体实施例方式下面，通过具体的实施例对本发明进行详细说明。一种新型耐热钢，其由以下步骤制备得到第一，设计所述耐热钢的成分及配料，以重量百分含量计(％)，包含C 0.1，Si 0. 15,Mn 0. 6, Cr 8. 5,Mo Ι,Ρ 0. 006, S 0. 006, Ni 0. 3, Cu 0. 04, V 0. 17, Nb 0. LAl 0. 01， Ti 0.008，N 0.03，余量为!^e和不可避免的杂质。第二，冶炼，包括电弧炉初炼、钢包(LF)精炼、真空脱气(VD)处理，其中电弧炉采用偏心底出钢电弧炉(EBT)，出钢温度为1660°C;出钢前依序加入铬铁、钼铁、锰铁以及硅铁和Al粒；出钢后在钢包内依序加入钒铁、铌铁、钛铁、纯镍以及纯铜，钢包精炼全程底吹氮气，氮气流量为^ONm3Aiin,吊包温度也控制在1660°C ；真空脱气处理真空度为65 ，保持真空10分钟后，再次底吹氮气，流量保持在300Nm7min。第三，浇注成型，经水平连铸及适当的轧制工艺将耐热钢加工成所需形状。第四，热处理，将浇注成型的耐热钢在1180 °C条件下加热1.8h，随后空冷到 240°C，保温1.他后，再以27°C /min的升温速率加热到730°C高温回火2h，之后空冷至室 本发明的耐热钢的硬度约为HV300，略高于普通9Cr-lMo耐热钢HV250的水平； 而在650°C、IlOMPa条件下的蠕变断裂时间超过3000小时，远远超过普通9Cr_lMo耐热钢 1000小时的水平。
权利要求
1.一种新型耐热钢，其由以下步骤制备得到第一，设计所述耐热钢的成分及配料，以重量百分含量计(％)，包含C 0. 09-0.11, SiO. 06-0. 3，Mn 0. 5-0. 7，Cr 8-9,Mo 0. 95-1. 05, P ^ 0. 008,S ^ 0.006，Ni 0. 25-0. 35，Cu 0. 03-0. 05，V 0. 15-0. 20，Nb 0. 09-0. 11，Al 0. 01-0. 02，Ti 0. 005-0. 01，N 0. 02-0. 04，余量为Fe和不可避免的杂质。第二，冶炼，包括电弧炉初炼、钢包(LF)精炼、真空脱气(VD)处理，其中电弧炉采用偏心底出钢电弧炉(EBT)，出钢温度为1650-1670°C ；出钢前依序加入铬铁、钼铁、锰铁以及硅铁和Al粒；出钢后在钢包内依序加入钒铁、铌铁、钛铁、纯镍以及纯铜，钢包精炼全程底吹氮气，氮气流量为250-300Nm7min，吊包温度也控制在1650-1670°C ；真空脱气处理真空度在671 以下，保持真空10-15分钟后，再次底吹氮气，流量保持在250-300Nm7min。 第三，浇注成型，经水平连铸及适当的轧制工艺将耐热钢加工成所需形状。 第四，热处理，将浇注成型的耐热钢在1150-1200°C条件下加热1.5-2h，随后空冷到 220-250°C，保温1. 5-2h后，再以25_30°C /min的升温速率加热到700_750°C高温回火 1.5-2h，之后空冷至室温。
2.根据权利要求1所述的一种新型耐热钢，其特征在于所述耐热钢的硬度约为 HV300 ；650°C、IlOMPa条件下的蠕变断裂时间超过3000小时。
全文摘要
一种新型耐热钢，其是在9Cr-1Mo的基础上改进得到，合理优化了钢的组分，通过各种微量元素的合理添加及协调作用，能够有效细化MX以及M23C6等碳化物；并通过冶炼工艺准确控制了钢的纯净与成分，以达成上述各元素协同作用的目的；同时，独特的热处理工艺和参数选择，有效提高了硬度、抗蠕变断裂等力学性能。
文档编号C22C33/06GK102337476SQ20111032673
公开日2012年2月1日 申请日期2011年10月25日 优先权日2011年10月25日
发明者杨学焦 申请人:杨学焦