13Cr9Mo2Co1NiVNbNB超級馬氏體耐熱鋼及其生產方法技術

本發明專利技術公開了13Cr9Mo2Co1NiVNbNB超級馬氏體耐熱鋼及其生產方法。其生產方法包括以下步驟：δ鐵素體相的預定測算、電弧爐冶煉、V0DC真空精煉、出鋼、澆注、脫模、退火，其特征在于δ鐵素體相計算和控制要求：按schaeffler相圖及Nieq計算公式：Nieq=Ni+30C+20N+0.5Mn+0.5Co，Creq計算公式：Creq=Cr+1.5Si+Mo+0.5Nb，使Creq/Nieq≤2.0，保證鋼的顯微組織δ鐵素體相含量≤5％。該鋼材具有耐熱性能好、強度高、抗耐疲勞性能好的一種新型超級馬氏體耐熱鋼材，可滿足制造超超臨界燃氣輪發電機的用材。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術系冶金
，具體的說是涉及13Cr9Mo2Co1NiVNbNB超級馬氏體耐熱鋼及冶煉方法。?
技術介紹
當前我國大力發展高效、節能、大功率百萬千瓦大型燃汽輪機、汽輪機發電行業，要求關鍵件、重要件、軸、齒盤、連桿等零部件必須采用更耐熱、高強度、高韌性的新型馬氏體耐熱鋼材料來替代過去臨界超臨界用的1Cr12Mo、1Cr12MoV、1Cr9MoVNbN等材料，以滿足超超臨界發電機用特殊馬氏體耐熱鋼材料。?
技術實現思路
本專利技術的目的在于通過對原來傳統馬氏體不銹鋼1Cr12Mo、1Cr12MoV及近年來采用的1Cr9MoVNbN等材料的優化、研制出更新的特殊馬氏體耐熱鋼13Cr9Mo2Co1NiVNbNB材料，為了達到上述要求，13Cr9Mo2Co1NiVNbNB超級馬氏體耐熱鋼的化學成分(wt％)：C：0.12～0.15；Si≤0.10；Mn：0.30～0.45；P≤0.010；S≤0.005；Cr：9.00～9.50；Mo：1.40～1.60；Ni：0.10～0.20；Co：1.10～1.30；V：0.15～0.25；N：0.015～0.030；Nb：0.040～0.060；B：80～110ppm?Cu≤0.15；As≤0.020；Sb≤0.0015；Sn≤0.015；A1≤0.010；H≤1.5ppm；0≤35ppm；其余Fe。?13Cr9Mo2Co1NiVNbNB超級馬氏體耐熱鋼的冶煉工藝：?一、δ鐵素體相的預定測算：?按schaeffler相圖及Nieq(鎳當量)和Creq(鉻當量)計算公式：?Ni?eq=Ni+30C+20N+0.5Mn+0.5Co；?Creq=Cr+1.5Si+Mo+0.5Nb；?使Creq/Nieq≤2.0，保證δ鐵素體相≤5％。?二、EAF(電弧爐)冶煉：?1)配料：選料S、P≤0.030％優質廢鋼和純凈的Cr、Mo、Co、N、V、Nb、B合金料。?2)熔化期：?開爐前先加入1～2％Feo(鐵礦石)、2％石灰作爐底鋪底料。?熔化末期和氧化初期：加入20～25％Feo(鐵礦石)，鋼液溫度1540～1560℃，堿度在2～3，使P脫至≤0.0004％。?3)氧化期：脫C量≥0.40％。?4)還原期：P≤0.0005％，S≤0.0005％，C：0.80～1.0％，Si≤0.30；Mn：0.30～0.45；Cr：11.00～11.50；Mo：1.40～1.60；Ni：0.10～0.20；Co：1.10～1.30；V：0.15～0.25；Nb：0.040～0.060；B：80～110ppm?Cu≤0.15；As≤0.020；Sb≤0.0015；Sn≤0.015；A1≤0.010。?三、VODC(真空精煉爐)精煉?1)VOD階段：真空度80～120mbar，吹氧速度550m3/h，Ar流量5m3/h，抽真空時間1～2h，C：0.18～0.20％。?2)VCD階段：真空度≤2mbar，抽真空時間12～15min，Ar流量5m3/h，加入1～2Kg/tCa，使C：0.13～0.15％，并調整檢測其它合金成分至規定要求(除N)。?3)VD階段：真空度≤1mbar，抽真空時間2()～25mi?n，出鋼后在鋼包內調整N至0.015～0.030％，0≤35ppm，H≤1.5ppm。?13Cr9Mo2Co1NiVNbNB新材料，能用于百萬千瓦大型汽輪發電機、燃汽輪發電機超超臨界狀態使用的材料。該材料的研制成功，為我國發電行業用材的發展推進到世界先進水平。?根據上述方案制造的13Cr9Mo2Co1NiVNbNB超級馬氏體耐熱鋼，它具有耐熱性能好、強度高、抗耐疲勞性能好的一種新型超級馬氏體耐熱鋼材，可滿足制造超超臨界燃氣輪發電機的用材，為燃氣輪發電機制造技術和性能的提升起到了關鍵性的作用。而當鉻當量、鎳當量計算公式及Creq/Nieq≤2.0，保證δ鐵素體相≤5％，13Cr9Mo2Co1NiVNbNB超級馬氏體耐熱鋼的淬火+回火后獲得95％以上索氏體組織，能保證該材料高溫疲勞性能使用。?具體實施方式下面通過實施例對本專利技術作進一步的描述。?一、δ鐵素體相的預定測算：?按schaeffler相圖及Nieq(鎳當量)和Creq(鉻當量)計算公式：?Nieq=Ni+30C+20N+0.5Mn+0.5Co；?Creq=Cr+1.5Si+Mo+0.5Nb+V；?使Creq/Nieq≤2.0，可保證δ鐵素體相≤5％。?二、冶煉?1)原材料選用原生態新料或S、P均≤0.020％的純凈廢鋼，合金材料選用Cr、Mo、Ni、Co、V、Nb、B純凈的合金。?2)EAF電弧爐煉鋼?在開爐前，先將1～2％Feo(鐵礦石)、2％石灰鋪放入鋼爐底層。?在熔化末期和氧化初期：加入20～25％Feo(鐵礦石)，當鋼液溫度1540～1560℃，氧氣壓力0.3mPa，鋼液堿度在2～3時，使P脫至≤0.0004％。?氧化期：氧氣壓力1.00～1.50mPa，熔池溫度1600℃～1650℃，脫C量至≥0.40％。?還原期：當C：0.80～1.00％，熔池溫度大于1650℃時停止吹氧，調整Cr、Mo、Nb、Co、V、B合金成分，并按鋼水總重量加入6kg/t硅鐵粉還原劑，當爐渣呈褐色時，扒渣量的50％后充分還原10～12min后攪拌呈白渣。取樣分析，C：().80～1.00％、P≤0.0005％、S≤0.0005％，其余成分調整至規定要求。當熔池溫度大于1760℃時轉入中間包，并在中間包內扒除爐渣，使殘余量≤1.5kg/t，轉入VODC真空精煉爐的鋼液溫度≥1720℃。?3)VODC真空精煉?VOD階段：真空度80～120mbar，吹氧速度550～560m3/h，Ar流量5m3/h，抽真空時間1～1.5h，C：0.18～0.20％。?VCD階段：真空度≤2mbar，抽真空時間12～15min，Ar流量5m3/h，按鋼水總重量加入1～2Kg/t?Ca，C：0.13～0.15％，再調整，檢測其他合金成分至規定要求(除N)。?VD階段：真空度≤1.5mbar，抽真空時間15～20min，Ar流量5m3/h。?4)出鋼?當鋼水溫度達到1650℃時轉入鋼包，并預先在包內加入1.5～2.5kg/t?Ca脫氧劑，在鋼水注入鋼包時進一步脫氧，鋼水入鋼包后凋整\\至().()15～0.030％。?5)鋼錠澆注?澆注前鋼包先鎮靜6～7min，澆注時氬氣保護，防止二次氧化，澆注溫度1570～1580℃，澆注速度6～7mm/s。?6)脫模?模冷時間按T(小時)=35R2(米)×1.2，再脫模。?7)退火?鋼錠脫模后及時退火，退火工藝為：730～750℃×2.5～3.0min/mm，保溫后爐冷至?530℃再出爐空冷。?測試結本文檔來自技高網...

【技術保護點】
13Cr9Mo2Co1NiVNbNB超級馬氏體耐熱鋼，其特征在于化學成分按重量百分比(wt％)為：C：0.12～0.15；Si≤0.10；Mn：0.30～0.45；P≤0.010；S≤0.005；Cr：9.00～9.50；Mo：1.40～1.60；Ni：0.10～0.20；Co：1.10～1.30；V：0.15～0.25；N：0.015～0.030；Nb：0.040～0.060；B：80～110ppm?Cu≤0.15；As≤0.020；Sb≤0.0015；Sn≤0.015；A1≤0.010；H≤1.5ppm；0≤35ppm；其余Fe。

【技術特征摘要】
1.13Cr9Mo2Co1NiVNbNB超級馬氏體耐熱鋼，其特征在于化學成分按重量百
分比(wt％)為：C：0.12～0.15；Si≤0.10；Mn：0.30～0.45；P≤0.010；
S≤0.005；Cr：9.00～9.50；Mo：1.40～1.60；Ni：0.10～0.20；Co：
1.10～1.30；V：0.15～0.25；N：0.015～0.030；Nb：0.040～0.060；B：80～
110ppm?Cu≤0.15；As≤0.020；Sb≤0.0015；Sn≤0.015；A1≤0.010；H≤1.5ppm；
0≤35ppm；其余Fe。
2.13Cr9Mo2Co1NiVNbNB超級馬氏體耐熱鋼的生產方法，它包括以下步驟：
(1)δ鐵素體相的預定測算：
(2)電弧爐冶煉：
(3...

【專利技術屬性】
技術研發人員：俞榮新，張庭超，祖宇偉，
申請(專利權)人：浙江大隆合金鋼有限公司，
類型：發明
國別省市：浙江;33