一种耐高温耐腐蚀钢材及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种耐高温耐腐蚀钢材及其制备方法，该耐高温耐腐蚀钢材的原料钢各组分的重量百分比分别为：C：0.01‑0.02%，Si：0.4‑0.7%，S：0.001‑0.009%，P：0.01‑0.04%，Mn：1.2‑1.8%，Cr：16.0‑17.0%，Ni：10.0‑12.0%，Mo：2.0‑2.5%，余量为Fe和不可避免的杂质；本发明专利技术还提供一种用于制备上述耐高温耐腐蚀钢材的制备方法。采用本发明专利技术制备的钢材具有优异的高温强度和耐腐蚀性能，既可以用于制造高温环境中的设备，也可以用于制造海洋环境中的设备或零件，能够有效延长设备的使用寿命。

A High Temperature and Corrosion Resistant Steel and Its Preparation Method

The invention provides a high temperature and corrosion resistant steel and a preparation method thereof. The weight percentages of each component of the raw steel of the high temperature and corrosion resistant steel are C:0.01_0.02%, Si:0.4_0.7%, S:0.001_0.009%, P:0.01_0.04%, Mn:1.2_1.8%, Cr:16.0_17.0%, Ni:10.0_12.0%, Mo:2.0_2.5%, respectively, and the remaining amount of impurities can not be avoided. A preparation method for preparing the high temperature and corrosion resistant steel is provided. The steel prepared by the invention has excellent high temperature strength and corrosion resistance, and can be used to manufacture equipment in high temperature environment, as well as equipment or parts in marine environment, and can effectively prolong the service life of the equipment.

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温耐腐蚀钢材及其制备方法
本专利技术涉及不锈钢材料领域，尤其涉及一种耐高温耐腐蚀钢材及其制备方法。
技术介绍
石油、化工、冶金、电力、煤炭和国防工业等领域，大量使用工业泵、阀门、管道、糖散器、混合器、解裂器、辐射管等产品，这些产品往往在恶劣的工况条件下运行，有的接触酸性介质，有的处于高温高腐环境中，因此，这些设备中应用的钢材需要具有较好的耐高温、耐腐蚀性能，以满足其工作条件的要求。目前用于高温及高腐环境中的钢材虽然具有一定的耐高温、耐腐蚀性能，但是仍存在高温强度不足、耐腐蚀性能不够高的缺点，容易导致设备的寿命缩短，进而增加维护成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种耐高温耐腐蚀钢材及其制备方法，将钢材的成分合理配比，将其制备方法合理设计，增强钢材的高温强度及耐腐蚀性能，延长设备的使用寿命。为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种耐高温耐腐蚀钢材，其原料钢各组分的重量百分比分别为：C：0.01-0.02%，Si：0.4-0.7%，S：0.001-0.009%，P：0.01-0.04%，Mn：1.2-1.8%，Cr：16.0-17.0%，Ni：10.0-12.0%，Mo：2.0-2.5%，余量为Fe和不可避免的杂质。优选地，各组分的重量百分比分别为：C：0.02%，Si：0.5%，S：0.009%，P：0.04%，Mn：1.5%，Cr：16.2%，Ni：10.0%，Mo：2.1%，余量为Fe和不可避免的杂质。优选地，各组分的重量百分比分别为：C：0.015%，Si：0.45%，S：0.007%，P：0.03%，Mn：1.4%，Cr：16.0%，Ni：10.2%，Mo：2.0%，余量为Fe和不可避免的杂质。本专利技术还提供一种制备上述耐高温耐腐蚀钢材的制备方法，包括以下步骤：S1：按照C元素0.01-0.02%、Si元素0.4-0.7%、S元素0.001-0.009%、P元素0.01-0.04%、Mn元素1.2-1.8%、Cr元素16.0-17.0%、Ni元素10.0-12.0%、Mo元素2.0-2.5%、余量为Fe元素的重量百分比配比准备原材料；S2：将含有Fe元素的原材料投入冶炼炉中加热融化，冶炼2小时后加入所述步骤S1中配比好的含有Mn、Cr、Ni、Mo元素的原材料，并脱氧搅拌均匀；S3：将冶炼后的钢水倒入精炼炉中进行精炼，精炼温度为1700-1750℃，除去钢水中的渣滓；S4：调整精炼炉温度为1600-1620℃，之后将精炼好的钢水浇注到模具中，浇注后大于12小时成型钢出模，清理打磨成型钢的表面；S5：炉温低于700℃时成型钢进锻造加热炉，之后加热至1150-1180℃，保温2.5小时；开锻温度≥1150℃，终锻温度≥980℃；S6：将锻造后的钢材放入煤炭炉中回火，回火时间大于60分钟；S7：切除钢材上的不平整部分，检验钢材生产质量，确保钢材表面无裂纹。与现有技术相比，本专利技术提供一种制备上述耐高温耐腐蚀钢材的制备方法，将钢材的成分合理配比，将其制备方法合理设计，增强钢材的高温强度及耐腐蚀性能。具体实施方式为使对本专利技术的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。本专利技术的一种耐高温耐腐蚀钢材，其原料钢各组分的重量百分比分别为：C：0.01-0.02%，Si：0.4-0.7%，S：0.001-0.009%，P：0.01-0.04%，Mn：1.2-1.8%，Cr：16.0-17.0%，Ni：10.0-12.0%，Mo：2.0-2.5%，余量为Fe和不可避免的杂质。C（碳）元素是强奥氏体形成元素，是对不锈钢的强度贡献最大的元素，C溶解在钢中形成间隙固溶体，起到固溶强化的作用，另外，C与其他强碳化物形成元素形成碳化物析出时，起到沉淀强化的作用，可显著提高钢的强度、硬度、塑性和韧性。Si（硅）元素作为还原剂和脱氧剂，能够提高不锈钢的抗拉强度，Si与Mo或Cr等结合，有提高耐腐蚀性能和抗氧化的作用。一般情况下，S（硫）元素、P（磷）元素是不锈钢中的有害元素，因此需要控制其含量，避免其对不锈钢的强度、韧性、延展性以及耐腐蚀性造成影响。Mn（锰）是良好的脱氧剂和脱硫剂，有助于提高不锈钢的韧性、强度和硬度。Cr（铬）元素是主要铁素体形成元素，铬与氧结合能生成耐腐蚀的Cr2O3钝化膜，是钢保持耐蚀性的基本元素之一，铬含量增加可提高钢的钝化膜修复能力，改善钢的抗氧化作用，增加钢的抗腐蚀能力；较高含量的Cr使得不锈钢具有高的耐点蚀、耐缝隙腐蚀及耐应力腐蚀性能；能增加钢的淬透性，使钢经淬火回火后具有较好的综合力学性能，还能在渗碳钢中形成含Cr的碳化物，从而提高钢的硬度和耐磨性；当钢中Cr含量超过12%时，会使得钢具有良好的高温抗氧化性能和耐氧化性腐蚀的作用，同时能增加钢的热强性。Ni（镍）元素是主要奥氏体形成元素，能够减缓不锈钢的腐蚀现象；Ni在提高钢的强度的同时对钢的韧性、塑性及其他工艺性能的损害较小，提高钢在高温下的抗氧化和耐热能力。Mo（钼）元素是碳化物形成元素，在不锈钢中加入Mo后形成的碳化物极其稳定，能够耐氧化性酸介质腐蚀，耐点蚀及耐晶间腐蚀性能好。因此，采用本专利技术的成分配比制备的钢材具有优异的强度、韧性、耐磨性、耐高温性能以及耐腐蚀性能。本专利技术还提供一种制备上述耐高温耐腐蚀钢材的制备方法，包括以下步骤：S1：按照C元素0.01-0.02%、Si元素0.4-0.7%、S元素0.001-0.009%、P元素0.01-0.04%、Mn元素1.2-1.8%、Cr元素16.0-17.0%、Ni元素10.0-12.0%、Mo元素2.0-2.5%、余量为Fe元素的重量百分比配比准备原材料，确保原材料中无油、无危险杂质；S2：将含有Fe元素的原材料投入冶炼炉中加热融化，冶炼2小时后加入步骤S1中配比好的含有Mn、Cr、Ni、Mo元素的原材料，并脱氧搅拌均匀；S3：将冶炼后的钢水倒入精炼炉中进行精炼，精炼温度为1700-1750℃，除去钢水中的渣滓；这一步骤采用AOD精炼法进行精炼除渣，即向钢水中吹氧的同时，吹入氩气，以降低钢水中的碳、硫含量，使制备的钢材具备较高的耐高温性能和耐腐蚀性能；S4：调整精炼炉温度为1600-1620℃，之后将精炼好的钢水浇注到模具中，浇注后大于12小时成型钢出模，清理打磨成型钢的表面；S5：炉温低于700℃时成型钢进锻造加热炉，之后加热至1150-1180℃，保温2.5小时；开锻温度≥1150℃，终锻温度≥980℃；这一步骤中，开锻前需要对成型钢进行轻拉，待成型钢具有一定变形量后再对其进行锻造；S6：将锻造后的钢材放入煤炭炉中回火，回火时间大于60分钟；S7：切除钢材上的不平整部分，检验钢材生产质量，确保钢材表面无裂纹。采用本专利技术的原料配比及制备方法制得的钢材，具有优异的耐高温、耐腐蚀性能，高温抗拉强度高，可用于纸浆和造纸用设备热交换器、染色设备、胶片冲洗设备、管道、沿海区域建筑物外部用材料，还可以用于海洋用设备、化学、染料、造纸、草酸、肥料等生产设备中，照像、食品工业、沿海地区设施中，可以有效延长设备或零件的使用寿命，降低维护成本。本专利技术的实施例1的耐高温耐腐蚀钢材的原料钢各组分的重量百分比分别为：C：0.02%，Si：0.5%，S：0.009%，P：0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐高温耐腐蚀钢材，其特征在于：其原料钢各组分的重量百分比分别为：C：0.01‑0.02%，Si：0.4‑0.7%，S：0.001‑0.009%，P：0.01‑0.04%，Mn：1.2‑1.8%，Cr：16.0‑17.0%，Ni：10.0‑12.0%，Mo：2.0‑2.5%，余量为Fe和不可避免的杂质；如权利要求1所述的耐高温耐腐蚀钢材，其特征在于：各组分的重量百分比分别为：C：0.02%，Si：0.5%，S：0.009%，P：0.04%，Mn：1.5%，Cr：16.2%，Ni：10.0%，Mo：2.1%，余量为Fe和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种耐高温耐腐蚀钢材，其特征在于：其原料钢各组分的重量百分比分别为：C：0.01-0.02%，Si：0.4-0.7%，S：0.001-0.009%，P：0.01-0.04%，Mn：1.2-1.8%，Cr：16.0-17.0%，Ni：10.0-12.0%，Mo：2.0-2.5%，余量为Fe和不可避免的杂质；如权利要求1所述的耐高温耐腐蚀钢材，其特征在于：各组分的重量百分比分别为：C：0.02%，Si：0.5%，S：0.009%，P：0.04%，Mn：1.5%，Cr：16.2%，Ni：10.0%，Mo：2.1%，余量为Fe和不可避免的杂质。2.如权利要求1所述的耐高温耐腐蚀钢材，其特征在于：各组分的重量百分比分别为：C：0.015%，Si：0.45%，S：0.007%，P：0.03%，Mn：1.4%，Cr：16.0%，Ni：10.2%，Mo：2.0%，余量为Fe和不可避免的杂质。3.一种制备如权利要求1所述的耐高温耐腐蚀钢材的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：按照C元...

【专利技术属性】
技术研发人员：周广美，张凌，
申请(专利权)人：兴化市广福金属制品有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32