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专利号: 2021109603771
申请人: 河北工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种无δ铁素体的高韧性耐热钢,其特征在于,按质量百分比计,其化学成分组成为:C 0.10~0.16%、Si 0.01~0.10%、Mn 0.65~0.95%、Cr 11.0~11.8%、Mo 1.5~1.7%、V 0.2~0.33%、Ni 2.5~3.0%、N 0.029~0.04%、P≤0.025%、S≤0.002%,余量为Fe。

2.如权利要求1所述的无δ铁素体的高韧性耐热钢,其特征在于,按质量百分比计,其化学成分组成为:C 0.10%、Si 0.05%、Mn 0.72%、Cr 11.3%、Mo 

1.7%、V 0.33%、Ni 2.9%、N 0.033%、P 0.018%、S 0.002%,余量为Fe。

3.如权利要求1所述的无δ铁素体的高韧性耐热钢,其特征在于,按质量百分比计,其化学成分组成为:C 0.11%、Si 0.03%、Mn 0.78%、Cr 11.5%、Mo 

1.7%、V 0.28%、Ni 2.7%、N 0.03%、P 0.015%、S 0.001%,余量为Fe。

4.如权利要求1所述的无δ铁素体的高韧性耐热钢,其特征在于,按质量百分比计,其化学成分组成为:C 0.13%、Si 0.05%、Mn 0.76%、Cr 11.7%、Mo 

1.6%、V 0.25%、Ni 2.8%、N 0.029%、P 0.012%、S 0.001%,余量为Fe。

5.如权利要求1~4任一项所述的无δ铁素体的高韧性耐热钢,其特征在于,该所述耐热钢中无δ铁素体且夹杂物级数总和≤2.0,当该耐热钢硬度为340~360HB时,棒材芯部冲击功KV2≥140J,屈服强度Rp0.2≥920MPa,断后伸长率≥17%。

6.如权利要求1~5任一项所述的无δ铁素体的高韧性耐热钢的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

S1.电炉冶炼:将除了含氮原料的其他原料于电弧炉中冶炼,吹氧或加入氧化剂进行脱碳和脱硅,同时控制冶炼工艺和造渣制度脱除原料中的磷,出钢时C为0.08~0.13%、P≤

0.023%、Si≤0.10%,出钢温度为1550~1630℃;

S2.炉外精炼:首先将步骤S1冶炼后的钢液经LF炉加入钙线或铝粉进行脱氧脱硫,控制该阶段钢中S≤0.005%、温度≥1560℃;然后采用VD炉降低钢液中氧、氢含量分别至

0.004%和0.0002%以下,然后根据需要加入适量含氮合金,并控制钢液中氮含量在目标范围;

S3.电渣重熔:采用保护气氛和下注法将钢液浇注为电渣重熔所需锭型,然后将浇注锭在气氛保护电渣炉中进行重熔精炼,控制炉内气氛中的氧含量以体积分数计≤1%,控制渣系渣量和熔速,所述渣系选用CaO和/或Al2O3含量超过10%以上的渣系,所述渣量控制为所述电渣锭重量的3~5%,控制>3t的电渣锭熔速为450~650Kg/h、≤3t的电渣锭熔速≤

450Kg/h;重熔结束后在760~820℃之间保温进行退火,保温时间不小于4h、保温结束后以≤20℃/h缓冷至≤600℃后停止加热;

S4.高温扩散:将步骤S3重熔退火后的电渣锭进行阶梯式升温,升温速率≤150℃/h,并于500~600℃和800~900℃分别保温2~4h,然后在1100~1200℃之间进行保温,保温时间不少于8h;

S5.开坯+成形:将所述高温处理后的电渣锭进行锻造开坯;然后进行精锻成形;

S6.锻后冷却:将所述锻造后的成形钢材进行水冷,单次冷却时间不超过3min,水冷却至≤400℃后置于空气中;

S7.退火:将所述锻后冷却后的成形钢材进行退火,得到成品高韧性耐热钢。

7.如权利要求6所述的无δ铁素体的高韧性耐热钢的制备方法,其特征在于,步骤S1所述冶炼温度大于1550℃。

8.如权利要求6所述的无δ铁素体的高韧性耐热钢的制备方法,其特征在于,步骤S2在所述VD炉,首先在≤50Pa高真空度下降低钢液中氧、氢含量,然后降低真空度至100~1000Pa适当补充含氮合金,同时加入铝粒进行升温和脱氧,其中升温至温度不低于

1530℃、脱氧至氧含量不高于0.004%。

9.如权利要求6所述的无δ铁素体的高韧性耐热钢的制备方法,其特征在于,步骤S5对所述高温处理后的电渣锭采取墩拔方式进行开坯,开坯过程锻造比≥6,拔长过程中单次压下量≥100mm,终锻温度不低于820℃,开坯至成形所需要的规格;然后将毛坯在1120~1160℃保温1~3h,采用精锻机进行成形,始锻温度为1070~1130℃、终锻温度不低于850℃。

10.如权利要求6所述的无δ铁素体的高韧性耐热钢的制备方法,其特征在于,步骤S7所述退火方法,保温温度为650~850℃,保温结束后以≤20℃/h速率缓慢冷却至400℃以下。