一种奥氏体耐热钢铸件的成分控制方法技术

本发明专利技术属于铸件制造技术领域，主要涉及一种奥氏体耐热钢铸件的成分控制方法，通过限制一些关键元素含量，添加标准要求以外的元素如Mo、Nb、O、N并控制适当含量，并通过控制Creq在25.5～27.5，Nieq在24～26.5来确保铸件组织中不良组织δ

【技术实现步骤摘要】
一种奥氏体耐热钢铸件的成分控制方法


[0001]本专利技术属于铸件制造
，主要涉及一种奥氏体耐热钢铸件的成分控制方法。

技术介绍

[0002]奥氏体耐热钢的发展与能源、动力机械的进步有着密切的关系，同时奥氏体耐热钢与铁素体内热钢相比具有良好的高温强度以及高温耐腐蚀性，在火力发电、原子能、宇航、航空、石油和化学工业、轧钢等领域的新技术开发中，奥氏体耐热钢性能的优劣是决定性的因素，因此针对奥氏体耐热钢的研究重要性日益提高。
[0003]目前奥氏体耐热钢铸件材质的化学成分质量百分比为：C≤0.08％，Si≤1.5％,Mn≤2.0％，P≤0.035％，S≤0.030，Cr:24％
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26％,Ni:19％
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21％，其余为铁及杂质，铸钢件毛坯重量10t左右，轮廓尺寸较大，结构复杂，最大壁厚160mm，最小壁厚60mm，铸件部件因工作面长期处于700℃至900℃高温冲击且受到挤压力，经常因强度不足而易产生软化现象，进而导致铸件易变形，表面容易产生小裂纹发生剥落成坑的现象；因此，需要提高该产品铸件的强度、高温抗氧化性能和耐腐蚀性能，以提高产品质量、提高产品的使用寿命，降低使用过程中的损坏维修率或报废率。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术中存在的缺点和不足，具体技术方案如下：
[0005]一种奥氏体耐热钢铸件的成分控制方法，所述奥氏体耐热钢铸件的化学成分的控制方法为采用EAF炉
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LF炉
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VOD炉
‑r/>LF炉依次冶炼的流程方法；具体包括以下步骤：
[0006]备料：备料包括废钢和低合金回炉料；冶炼前需要根据实际成分计算EAF炉需要熔化的钢液量，计算公式为：EAF炉钢液量＝钢液总量
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合金量，备料重量＝EAF钢液量/回收利用率。
[0007]EAF炉冶炼：钢液温度在1520℃至1550℃时，进行吹氧脱P操作，当P≤0.008％时，进行流渣操作，钢液升温至1600℃至1650℃，出钢至LF炉冶炼。
[0008]第一次LF炉冶炼：加入Al粒、活性石灰和萤石调整钢渣的还原性；加入设定量的合金，同时加入合金过程中调整吹氩流量；钢液温度达到1600℃至1620℃时，出钢至VOD炉冶炼，同时在进入VOD炉冶炼前拔掉90％以上的钢渣。
[0009]VOD炉冶炼：抽真空至26000Pa以下，进行吹氧操作；根据氧势和废气温度判断终点碳含量，当氧势到达最高点后开始下降，同时废气温度到达最高点后开始下降时，停止吹氧；抽真空，当真空度小于67Pa时，保持真空碳脱氧时间大于设定时间，向钢液中加入Al粒及石灰，出钢至LF炉冶炼。
[0010]第二次LF炉冶炼：加入Al粒还原钢液，Al含量保持在0.015％～0.02％之间大于1小时，氧含量控制在小于60ppm，钢液充分还原后，取样分析，调整所有合金的成分至目标值，出钢浇注。
[0011]优选地，在所述第一次LF炉冶炼步骤中，加入Al粒、活性石灰和萤石调整钢渣的还原性步骤，Al粒的加入量为1千克/吨钢～2千克/吨钢，活性石灰的加入量为6千克/吨钢～8千克/吨钢，萤石的加入量为1千克/吨钢～3千克/吨钢。
[0012]优选地，在所述第一次LF炉冶炼步骤中，加入合金过程中将吹氩流量调整在0.2Mpa至0.4Mpa范围内，并均匀搅拌，这样就会加快合金的熔化速度，提高生产效率。
[0013]优选地，在所述第一次LF炉冶炼步骤中，加入设定量的合金完成后，取样分析化学成分，将Ni、Mo、Cr、C含量分别调整到20％～21％、0.3％～0.4％、24％～25％、0.4％～0.5％，钢液温度达到1600℃至1620℃时，出钢至VOD炉冶炼。
[0014]优选地，在所述VOD炉冶炼步骤中，保持真空碳脱氧时间大于设定时间，所述设定时间为15min。
[0015]优选地，在所述VOD炉冶炼步骤中，吹氧步骤具体包括吹氧高度范围在1.2m～1.4m。
[0016]优选地，在所述VOD炉冶炼步骤中，吹氧步骤具体还包括吹氧强度为350Nm3/h～500Nm3/h。
[0017]优选地，在所述VOD炉冶炼步骤中，其中向钢液中加入Al粒及石灰步骤中，Al粒的加入量为1千克/吨钢～2千克/吨钢，石灰的加入量为5千克/吨钢～8千克/吨钢。
[0018]优选地，所述备料步骤中，所述废钢与所述低合金回炉料的加入比例为6:4。
[0019]优选地，所述奥氏体耐热钢铸件的化学成分控制时，根据以下公式进行控制：
[0020]Creq＝Cr+1.5Mo+2Si+1.5Ti+1.75Nb+5.5Al+5V+0.75W
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(1)
[0021]Nieq＝Ni+Co+0.5Mn+30C+25N+0.3Cu
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(2)
[0022]其中Creq为铬当量；Nieq为镍当量；并且满足Nieq为24～26.5，Creq为25.5～27.5，使铸件最终组织中基本以奥氏体为主，δ相铁素体积分数可控制为3％～5％。
[0023]采用上述控制方法制得所述奥氏体耐热钢铸件的化学成分按质量百分比计为：C：0.10％～0.25％，Si：0.5％～1.0％,Mn：0.8％～1.6％，P≤0.03％，S≤0.01％，Cr:24％～28％,Ni:19％～21％，Mo≤0.5％，Nb：0.10％～1.0％，N：0.02％～0.1％，O含量≤60ppm，其余为铁及杂质。
[0024]与现有技术相比本专利技术具有以下有益效果：
[0025]本专利技术提供的成分控制方法，通过限制一些关键元素含量，添加标准要求以外的元素如Mo、Nb、O、N并控制适当含量，并通过控制Creq在25.5～27.5，Nieq在24～26.5来确保铸件组织中不良组织δ
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Fe在适宜的含量范围内，从而即保证铸件在铸造生产过程中具有很好的铸造工艺性和高的质量水平，同时也可保证铸件在后期高温工况下具有稳定的组织和较高的抗疲劳性，也有利于铸件前期铸造过程中的焊补和一个使用周期后的修补质量。批量铸件的强度比改进前平均提高20％以上，抗拉强度达到520MPa以上,屈服强度220MPa～240MPa,断后伸长率≥35％，断面收缩率≥46％，室温冲击Akv均值≥43J，从而提高产品质量，提高铸件使用寿命。同时也提升了大型耐热钢铸钢件的生产制造水平。
附图说明
[0026]无。
具体实施方式
[0027]为了便于理解本专利技术，下面将对本专利技术进行更全面的描述，给出了本专利技术的较佳实施方式。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本专利技术的公开内容理解的更加透彻全面。
[0028]本实施例提供一种奥氏体耐热钢铸件的成分控制方法，针对奥氏体耐热钢铸件长期处于高温，承载交变载荷恶劣工况环境，通过实践生产专利技术一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种奥氏体耐热钢铸件的成分控制方法，其特征在于，所述奥氏体耐热钢铸件的化学成分的控制方法包括以下步骤：备料：备料包括废钢和低合金回炉料；EAF炉冶炼：钢液温度在1520℃至1550℃时，进行吹氧脱P操作，当P≤0.008％时，进行流渣操作，钢液升温至1600℃至1650℃，出钢至LF炉冶炼；第一次LF炉冶炼：加入Al粒、活性石灰和萤石调整钢渣的还原性；加入设定量的合金，同时加入合金过程中调整吹氩流量；钢液温度达到1600℃至1620℃时，出钢至VOD炉冶炼；VOD炉冶炼：抽真空至26000Pa以下，进行吹氧操作，当氧势到达最高点后开始下降，同时废气温度到达最高点后开始下降时，停止吹氧；抽真空，当真空度小于67Pa时，保持真空碳脱氧时间大于设定时间，向钢液中加入Al粒及石灰，出钢至LF炉冶炼；第二次LF炉冶炼：加入Al粒还原钢液，Al含量保持在0.015％～0.02％之间大于1小时，氧含量控制在小于60ppm，钢液充分还原后，取样分析，调整所有合金的成分至目标值，出钢浇注。2.根据权利要求1所述的奥氏体耐热钢铸件的成分控制方法，其特征在于，在所述第一次LF炉冶炼步骤中，加入Al粒、活性石灰和萤石调整钢渣的还原性步骤，Al粒的加入量为1千克/吨钢～2千克/吨钢，活性石灰的加入量为6千克/吨钢～8千克/吨钢，萤石的加入量为1千克/吨钢～3千克/吨钢。3.根据权利要求1所述的奥氏体耐热钢铸件的成分控制方法，其特征在于，在所述第一次LF炉冶炼步骤中，加入合金过程中将吹氩流量调整在0.2Mpa至0.4Mpa范围内。4.根据权利要求1所述的奥氏体耐热钢铸件的成分控制方法，其特征在于，在所述第一次LF炉...

【专利技术属性】
技术研发人员：马进，赵国伟，陈婷婷，李屹峰，纳学洋，马斌，
申请(专利权)人：共享铸钢有限公司，
类型：发明
国别省市：