本发明专利技术提出一种蒸发器拉杆和拉杆螺母用12Cr13棒材，其组成成分按重量百分比为：C：0.13‑0.15%；Si：0.10‑0.25%；Mn：0.5‑0.8%；P：≤0.015%；S：≤0.005%；Cr：11.60‑12.10%；Mo:0.1‑0.15%；Ni：0.6‑0.8%；B：0.003‑0.008%；余量为Fe。所述的12Cr13棒材的制备方法为：中频冶炼，电渣精炼，1140~1160℃锻造，超声检测，热轧，热处理，超声检测，划线取样，性能测试，以及车光研磨成品。本发明专利技术的12Cr13棒材通过优化材料配方并精确控制，添加Ni、Mo、B合金元素，提高淬透性、降低б相；采用中频+电渣重熔的工艺，减少夹杂和有害相，严格控制锻造和热轧温度和冷却速率，通过合理的热处理工艺得到很好的综合性能，成材率高。
【技术实现步骤摘要】
蒸发器拉杆和拉杆螺母用12Cr13棒材及其制备方法
本专利技术涉及核电蒸发器
，特别涉及核电领域的蒸发器拉杆和拉杆螺母用12Cr13棒材及其制备方法。拉杆和拉杆螺母用，本专利技术通过成分调整和搭配，合理的生产工艺和热处理制度达到并远超合金技术要求，产品合格率达到100%。
技术介绍
12Cr13即国家标准的1Cr13，RCCM标准X12Cr13，12Cr13棒材材料目前主要运用国内自主研发的蒸汽发生拉杆和拉杆螺母用棒材，是蒸汽发生连接用合金棒材。虽然在GB/T1220-2007标准中对1Cr13有明确的技术要求，但在实际使用时，对材料的技术要求明显严于国标要求。首先，实际使用要求的12Cr13室温拉伸试验强度要求明显高于国标，比如，室温下抗拉强度Rm值国标要求大于540MPa，而实际使用要求要大于760Mpa，残余屈服强度Rp0.2的值国标要求大于345MPa，实际使用要求要大于590MPa，同时其KV冲击试验要求也是明显高于国标，布氏硬度试验也是严于国标要求，室温下国标的布氏硬度要大于159，而实际使用的要求要大于228；其次，从材料学上讲强度和韧性总是对立的，不能同一材料强度又高韧性还有好。在12Cr13棒料生产时，材料要求调质后得到回火索氏体组织，因其极其严格和特殊的性能要求使其成材率极低，0℃KV冲击试验测试值仅在30J左右，热处理调整0℃KV冲击后拉伸试验又无法满足，且性能不稳定报废量极大。所以，有必要对现有的12Cr13棒料通过优化成分搭配和合金元素作用，并通过合理的生产工艺和热处理制度方能满足订货要求。
技术实现思路
针对现有实际使用中对12Cr13棒材严格的性能要求，本专利技术的目的是提供一种蒸发器拉杆和拉杆螺母用12Cr13棒材及其制备方法，通过特殊化学成分设计实现强韧性，使之在低温状态（0℃）拥有良好的冲击韧性，室温状态有稳定拉伸和硬度性能，在高温状态（350℃）有高的拉伸强度。为达到本专利技术的目的，本专利技术的一种蒸发器拉杆和拉杆螺母用12Cr13棒材的组成成分按重量百分比为：C：0.13-0.15%；Si：0.10-0.25%；Mn：0.5-0.8%；P：≤0.015%；S：≤0.005%；Cr：11.60-12.10%；Mo:0.1-0.15%；Ni：0.6-0.8%；B：0.003-0.008%；余量为Fe。优选的，所述的蒸发器拉杆和拉杆螺母用12Cr13棒材的组成成分按重量百分比为：C：0.13-0.15%；Si：0.15-0.25%；Mn：0.6-0.8%；P：≤0.015%；S：≤0.005%；Cr：11.80-12.00%；Mo:0.1-0.15%；Ni：0.6-0.8%；B：0.003-0.008%；余量为Fe。本专利技术的12Cr13蒸发器拉杆和拉杆螺母用棒材的设计成分的原理与作用说明如下：（1）碳的作用：碳是马氏体不锈钢重要组成元素，是γ相形成元素，是马氏体不锈钢相变的根本原因；碳取上限能够减少б相，提高淬透性，提升钢材的强度；（2）铬的作用：铬是铁素体形成元素，足够量铬可使钢形成单一铁素体组织，与碳作用产生马氏体；铬能使C曲线右移提高淬透性，铬还是不锈钝化的主要合金元素；铬取下线能够减少б相，减少铁素体形成；（3）硅的作用：硅在高温氧化后生产SiO2，分布在氧化膜与基体金属的界面处，可以阻止氧渗入，降低合金的氧化速度；硅和稀土元素同时存在时，硅提高抗氧化性能的作用更加显著；适当的硅在炼钢中能够去除氧，减少夹杂物的形成；（4）锰的作用：锰是奥氏体形成元素，炼钢中加入锰可以去氧，少量锰与硫形成MnS能够降低热脆；（5）镍的作用：镍扩大了γ相区，降低了Ms温度，少量镍能够减少б相并且提高淬透性；本专利技术中添加镍元素极大的改善了材料的低温冲击韧性。（6）硼作用：少量加入硼元素能够细化晶粒，提升淬透性；（7）钼的作用：提高回火稳定性和强化二次硬化效应，过高的钼会形成б相，少量钼提高淬透性和强韧性。（8）铁的作用：是材料基体，随材料组成元素变化产生相变。根据本专利技术的另一目的，本专利技术还提出上述的12Cr13蒸发器拉杆和拉杆螺母用棒材的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：S1、按照上述的元素重量百分比选用铬铁、镍板、钼铁、硼铁、电解锰、纯铁及其他元素放入中频炉冶炼；S2、中频冶炼后进行电渣重熔精炼；S3、锻造，锻造时加热温度为1140～1160℃；S4、超声检测后进行热轧；S5、热处理，具体热处理工艺为：材料加热至780～810℃保温1～1.5小时；淬火：将材料加热至900～1020℃保温2小时以上，油冷；回火：将材料加热至600℃以上保温3-5小时后水冷；S6、热处理后的材料取样进行力学性能检测、酸浸低倍观察、成品分析以及非金属夹杂物检验等；S7、机加工、研磨后进行超声检验、液体渗透检验、尺寸检查等获得12Cr13棒材产品。优选的，所述的步骤S3中，所述的锻造温度为1150～1160℃。再优选的，所述的步骤S5中，是将材料加热至800℃保温1.2～1.5小时。再优选的，所述的步骤S5的淬火工艺中，是将材料加热至980～1020℃保温3～4小时后油冷。再优选的，所述的步骤S5的回火工艺中，是将材料加热至670～690℃保温3.5～4.5小时后水冷。本专利技术的12Cr13蒸发器拉杆和拉杆螺母用棒材及其制备方法，优化材料配方，选择和控制比较精确的成分范围，添加Ni、Mo、B合金元素，提高淬透性、降低б相，添加的元素选择强韧化元素；制备方法上采用中频+电渣重熔的工艺，减少夹杂和有害相，并严格控制锻造和热轧温度和冷却速率，通过合理的热处理工艺得到很好的综合性能。附图说明通过下面结合附图的详细描述，本专利技术前述的和其他的目的、特征和优点将变得显而易见。其中：图1所示为本专利技术的蒸发器拉杆和拉杆螺母用12Cr13棒材的制备工艺流程示意图。具体实施方式结合附图及具体实施例，本专利技术的12Cr13蒸发器拉杆和拉杆螺母用棒材的元素成分及制备方法以及优点详述如下。实施例1：选取原材料，按重量百分比材料中含0.13%的C，0.15%的Si；0.6%的Mn；11.8%的Cr，0.12%的Mo，0.6%的Ni，0.005%的B，余量为Fe，并控制P含量≤0.015%；S含量≤0.005%。将材料投入中频冶炼，电渣精炼，精炼后加热至1140℃进行锻造，超声检测后热轧，然后进行热处理，将材料加热至800℃保温1.5小时后980℃淬火保温3小时油冷后加热至680℃回火保温4小时，水冷后进行超声检测，划线取样性能测试，车光研磨制得12Cr13棒材成品。实施例2：选取原材料，按重量百分比材料中含0.15%的C，0.2%的Si；0.8%的Mn；12%的Cr，0.15%的Mo，0.8%的Ni，0.005%的B，余量为Fe，并控制P含量≤0.015%；S含量≤0.005%。将材料投入中频冶炼，电渣精炼，精炼后加热至1160℃进行锻造，超声检测后热轧，然后进行热处理，将材料加热至805℃保温1小时后990℃淬火保温2.5小时油冷后加热至690℃回火保温4.5小时，水冷后进行超声检测，划线取样性能测试，车光研磨制得12Cr13棒材成品。实施例3：选取原材料，按重量百分比材料中含0.14%的C，0.23%的Si；0.7%的Mn；12.1本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种蒸发器拉杆和拉杆螺母用12Cr13棒材，其特征在于，所述的12Cr13棒材的组成成分按重量百分比为：C：0.13‑0.15%；Si：0.10‑0.25%；Mn：0.5‑0.8%；P：≤0.015%； S：≤0.005%； Cr：11.60‑12.10%；Mo: 0.1‑0.15%；Ni：0.6‑0.8%； B：0.003‑0.008%；余量为Fe 。
【技术特征摘要】
1.一种蒸发器拉杆和拉杆螺母用12Cr13棒材，其特征在于，所述的12Cr13棒材的组成成分按重量百分比为：C：0.13-0.15%；Si：0.10-0.25%；Mn：0.5-0.8%；P：≤0.015%；S：≤0.005%；Cr：11.60-12.10%；Mo:0.1-0.15%；Ni：0.6-0.8%；B：0.003-0.008%；余量为Fe。2.如权利要求1所述的蒸发器拉杆和拉杆螺母用12Cr13棒材，其特征在于，所述的12Cr13棒材的组成成分按重量百分比为：C：0.13-0.15%；Si：0.15-0.25%；Mn：0.6-0.8%；P：≤0.015%；S：≤0.005%；Cr：11.80-12.00%；Mo:0.1-0.15%；Ni：0.6-0.8%；B：0.003-0.008%；余量为Fe。3.一种制备如权利要求1或2所述的蒸发器拉杆和拉杆螺母用12Cr13棒材的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：S1、按照上述的元素重量百分比选用铬铁、镍板、钼铁、硼铁、电解锰、纯铁及其他元素放入中频炉冶炼；S2、中频冶炼后进行电渣重熔精炼；S3、锻造，锻造时加热温度为1140～1160℃...
【专利技术属性】
技术研发人员：华大凤，邵兴明，刘威，
申请(专利权)人：江苏新华合金电器有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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