一种用于燃煤火力发电锅炉管路及阀门类铸件的铁素体类耐热钢的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于金属材料领域，具体为设及一种用于燃煤火力发电锅炉管路及阀口类 铸件的铁素体类耐热钢。
【背景技术】
[0002] 耐热钢常用于制造锅炉、汽轮机、工业炉、动力机械、航空和石油化工等工业部口 中在高溫条件下工作的零部件。目前，火力发电锅炉管路用耐热钢主要分为两种：铁素体类 耐热钢和奥氏体类耐热钢。奥氏体耐热钢的价格高，热膨胀系数较大，导热性能与加工性能 差。相比之下，铁素体类耐热钢成本低，易于加工，具有良好的导热性能和焊接性能，且热膨 胀系数低，对热应力疲劳不敏感，因此目前锅炉管路及阀口类铸件用钢都趋向于减少或者 避免使用奥氏体类耐热钢，而采用铁素体类耐热钢。
[0003] 现如今，能源紧缺和环境污染问题日益突出，大力发展大容量，高参数值的超超临 界燃煤发电技术已成为我国实现节能减排目标的一种重要手段，而且也是我国火电机组的 主要发展方向。但是目前有些煤矿中常常会出现一定含量的腐蚀性元素，如氯、硫等，该类 元素的出现往往会使材料的腐蚀速率大大提高，而管路系统及阀口的工作寿命则大大缩 短，使机组的大修周期缩短，造成严重的经济损失，同时，机组的可靠性也大大降低。通常 情况下，锅炉管路中的四管所发生的腐蚀暴漏问题一般比较严重，尤其是锅炉中最高溫度 段的过热器及再热器管路及阀口，其工作条件复杂，环境恶劣，对材料的抗氧化性能及高溫 强度要求更为苛刻，在较高的蒸汽参数下，腐蚀性元素的进入对管路及阀口的腐蚀起到加 速的作用。上述含腐蚀性元素煤矿的蕴藏量相当巨大，并且处于开采和使用阶段，因此，迫 切需要研制出能更好的适应上述腐蚀工况的新型耐热钢。
[0004]目前，缺乏一种耐热性和耐腐蚀性强的用于燃煤火力发电锅炉管路及阀口类铸件 的铁素体类耐热钢。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是提供一种耐热性和耐腐蚀性强的用于燃煤火力发 电锅炉管路及阀口类铸件的铁素体类耐热钢。
[0006] 为了实现上述目的，本发明通过如下技术方案实现：本发明的一种用于燃煤火力 发电锅炉管路及阀口铸件的铁素体类耐热钢，用于燃煤火力发电锅炉管路及阀口铸件的铁 素体类耐热钢按质量百分比计由W下组分组成：
[0007]
[0008]
[0009] 进一步地，用于燃煤火力发电锅炉管路及阀口铸件的铁素体类耐热钢按质量百分 比计由W下组分组成：
[0010]
[0011] 本发明所述的用于燃煤火力发电锅炉管路及阀口铸件的铁素体类耐热钢的方法， 包括如下步骤：
[0012] (1)按照权利要求1中所述组分的配比进行配料；
[001引 似将配比好的原料进行烙炼、铸造，
[0014] ①配料：将生铁与废钢加入烙炼炉中，逐渐升溫至化清时，使用化渣剂进行打渣， 打渣后用娃巧合金进行预脱氧处理；
[0015] ②烙炼：依次加入铭铁、钢铁和儘铁合金进行烙炼，化清后进行炉前成分分析，将 钢液溫度调整至1600°c，同时进行打渣与脱氧处理；
[0016] ③出钢：成分合格后，加入纯侣，化清后即刻出钢；
[0017] ④诱注：钢水转入诱包内，诱注溫度为1550°C，诱注完成后冷却至室溫时进行打 箱，清理并切割冒口，清理后进行喷砂；
[0018] (3)对耐热钢钢锭或铸件进行机械加工，具体内容包括：铸件粗加工或钢锭的切 割处理；
[0019] (4)对加工后的耐热钢铸件进行热处理工艺，钢锭进行制管然后进行喷砂，制得用 于燃煤火力发电锅炉管路及阀口铸件的铁素体类耐热钢。
[0020] 进一步地，在步骤（2)中，所述烙炼工序使用的烙炼设备为中频无忍感应烙炼炉、 真空感应烙炼炉或电弧烙炼炉。
[0021] 进一步地，在步骤（4)中，热处理工艺包括正火工艺和回火工艺；
[0022] 正火工艺为：200°CW下装炉，升溫速度《80°CA，l〇50°C下保溫，后空冷；
[0023] 回火工艺为：200°CW下装炉，升溫速度《80°CA，77(TC下保溫，后随炉冷却至 300 °C，出炉空冷。
[0024] 有益效果：本发明制备价格低，耐热性强，耐腐蚀性强，具有一定的室溫力学性能。 本发明所述的铁素体类耐热钢是为了解决电站锅炉尤其是超超临界锅炉过热器及再热器 部件在沉积盐和空气环境下所面临的腐蚀严重等问题而研制。在650°C沉积盐膜（50% CaS〇4和35%化C1和15%SiO2) +空气环境下，本发明耐热钢的抗热腐蚀性能优于304与 皿3C两种奥氏体耐热钢，具有优良的抗高溫腐蚀性能W及对腐蚀性元素的耐腐蚀性。本 发明铁素体耐热钢经过1050°C正火巧70°C回火后测试其常溫力学性能，其结果可达到： Rm> 585Mpa;化0. 2 > 415Mpa;A> 20%;Z> 57%;Akv> 40J;190 > 皿￥ > 250,满足材 料使用性能要求。
【附图说明】
[00巧]图1为本发明实施例1的耐热钢经1050°C正火、770°C回火后的显微组织形貌图；
[0026] 图2为本发明实施例1耐热钢的室溫拉伸断口形貌中纤维区的扫描照片；
[0027] 图3为本发明实施例1~3耐热钢与304、HRsC两种奥氏体耐热钢的抗热腐蚀性 能比较图；
[002引 图4为本发明实施例1耐热钢在650°C沉积盐膜（50%CaS04、35%化C1和15% Si02)在空气环境中腐蚀30化的截面形貌图。
【具体实施方式】
[0029] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步的描述。
[0030] 实施例1
[0031] 本发明的一种用于燃煤火力发电锅炉管路及阀口铸件的铁素体类耐热钢，用于燃 煤火力发电锅炉管路及阀口铸件的铁素体类耐热钢按质量百分比计由W下组分组成：
[0032]
[0033]
[0034]本发明所述的用于燃煤火力发电锅炉管路及阀口铸件的铁素体类耐热钢的方法， 包括如下步骤：
[003引（1)根据权利要求2中所述组分配比进行配料，选用炉料包括：生铁、废钢、娃铁、 车孟铁、微碳铭铁、妮铁、饥铁、侣线等。
[0036]本发明所述的铁素体类耐热钢是为了解决电站锅炉尤其是超超临界锅炉过热器 及再热器部件在沉积盐和空气环境下所面临的腐蚀严重等问题而研制。具体炉料的化学成 分（wt% )如表1所示，配料后炉料构成及重量化g)如表2所示。
[0037]表1
[0038]
[0039]
[004引(2)将配比好的原料进行烙炼、铸造，
[0043] ①配料：将生铁与废钢加入烙炼炉中，逐渐升溫至化清时，使用化渣剂进行打渣， 打渣后用娃巧合金进行预脱氧处理；
[0044] ②烙炼：依次加入铭铁、钢铁和儘铁合金进行烙炼，化清后进行炉前成分分析，将 钢液溫度调整至1600°C，同时进行打渣与脱氧处理；
[0045] ③出钢：成分合格后，加入纯侣，化清后即刻出钢；
[0046] ④诱注：钢水转入诱包内，诱注溫度为1550°C，诱注完成后冷却至室溫时进行打 箱，清理并切割冒口，清理后进行喷砂；
[0047] 似将配比好的原料进行烙炼、铸造；烙炼中使用中频无忍感应炉烙炼获得耐热 钢，采用德国斯派克（SpecProMAXx)直读光谱仪对铸态材料进行化学成分分析，铸件及试 棒的实际化学成分含量（wt%)的分析结果如表3所示。烙炼得到的合金钢成分在权利要 求2的范围内。
[0048]表 3
[0049]
[0050] (3)对耐热钢钢锭或铸件进行机械加工，具体内容包括：铸件粗加工或钢锭的切 割处理；
[0051] (4)对加工后的耐热钢进行热处理工艺，制得用于燃煤火力发电锅炉管路及阀口 铸件的铁素体类耐热钢。
[0052] 热处理工艺包括正火工艺和回火工艺；正火工艺为：200°CW下装炉，升溫速度 《80°CA，l〇50°C下保溫，后空冷；
[0053] 回火工艺为：200°CW下装炉，升溫速度《80°CA，77(TC下保溫，后随炉冷却至 300°C，出炉空冷。
[0054] 实施例2
[0055] 实施例2与实施例1的区别在于：本发明的一种用于燃煤火力发电锅炉管路及阀 口铸件的铁素体类耐热钢，用于燃煤火力发电锅炉管路及阀口铸件