一种基于B、Nb协同调控耐热钢中M23C6析出相的方法技术

技术编号：40223552 阅读：7 留言：0更新日期：2024-02-02 22:28

本发明专利技术提供了一种基于B、Nb协同调控耐热钢中M23C6析出相的方法，属于奥氏体耐热钢制备与应用技术领域。本发明专利技术在18Cr8Ni型奥氏体耐热钢中添加元素B，制成钢坯后，依次进行固溶处理、时效处理；按重量百分比计，所述元素B为0.004％‑0.012％；所述固溶处理为：在惰性气氛下，在1200℃保温1h，然后冷却至室温；所述冷却至室温的方法为：以120～240℃/min的冷却速度冷却至室温；所述时效处理为：在650℃保温1h，然后快速进行水冷。本发明专利技术通过添加B，与Nb协同促进析出相晶内析出，抑制使役温度M23C6相的晶界析出，提升奥氏体耐热钢的使用寿命。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及奥氏体耐热钢制备与应用，特别涉及一种基于b、nb协同调控耐热钢中m23c6析出相的方法。

技术介绍

1、奥氏体耐热钢长期以来被广泛用作超高温应用的结构材料，如超超临界发电厂的锅炉、核反应堆、过热器管和再加热管等。由于要建造更高效率的火电机组，机组中的过热器和再热器的材料要不断的更新换代，所用材料也由最开始的铁素体耐热钢、马氏体耐热钢，逐渐被奥氏体耐热钢替代。机组中关键部位材料除要求要有耐高温强度和抗高温氧化外，还要求要有优异的塑韧性、良好的可切削性和易焊接性，以及组织稳定性。针对这些性能要求较高的部件，目前常用的超超临界锅炉用钢如super304、hr3c、tp347h等材料，由于组织稳定性差，如m23c6相晶界析出，往往引起晶界脆性、高温力学性能下降等问题，严重降低高参数的机组部件的使用寿命。

2、微量b已被广泛添加于低合金高强度钢、不锈钢和镍基合金等。其常用以提高钢的淬透性、强化晶界、改善热塑性和耐磨性、抗高温蠕变能力等。对于18cr8ni奥氏体耐热钢，由于其在使役温度晶界易析出m23c6等析出相，降低材料的加工性能与使用寿命。利用b的晶界偏析行为，结合b与nb在18cr8ni奥氏体耐热钢中晶内形成的mx析出相，共同调控晶内、晶界m23c6析出相的析出，nb的加入使得晶内mx相占据c元素抑制晶界处m23c6的形成，晶界b抑制m23c6相的形核，以便提升奥氏体耐热钢的使用寿命。

技术实现思路

1、有鉴于此，本专利技术目的在于提供一种基于b、nb协同调控耐

2、为了实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：一种基于b、nb协同调控耐热钢中m23c6析出相的方法，在18cr8ni型奥氏体耐热钢中添加元素b，制成钢坯后，依次进行固溶处理、时效处理；按重量百分比计，所述元素b为0.004％-0.012％；

3、所述固溶处理为：在惰性气氛下，在1200℃保温1h，然后冷却至室温；所述冷却至室温的方法为：以120-240℃/min的冷却速度冷却至室温；

4、所述时效处理为：在650℃保温1h，然后快速进行水冷。

5、优选地，所述18cr8ni型奥氏体耐热钢的化学成分按重量百分比计为：c：0.07-0.13％、al：0.003-0.007％、si≤0.3％、mn≤1.00％、p≤0.04％、s≤0.01％、cr：17.0-19.0％、ni：7.5-10.5％、mo：0.15-0.25％、co：0.2-0.3％、cu：2.5-3.5％、n：0.05-0.12％、nb：0.2-0.7％、b：0.004-0.012％，余量为fe及其他不可避免的杂质元素。

6、优选地，所述制成钢坯的方法为：按照合金成分配比在真空感应炉中冶炼，然后在真空状态下浇铸成铸锭，待铸锭空冷后从模子中取出，对铸锭轧制制成钢坯。

7、进一步优选地，制成钢坯后，还包括将钢坯进行切割成试样，所述试样的尺寸为10×10×3mm。

8、有益技术效果：

9、本专利技术的b、nb微合金化的18cr8ni型奥氏体耐热钢利用b的晶界偏析行为，结合b与nb在18cr8ni奥氏体耐热钢中晶内形成的mx析出相，共同调控晶内、晶界m23c6析出相的析出，nb的加入使得晶内mx相占据c元素抑制晶界处m23c6的形成，晶界b抑制m23c6相的形核，以便提升奥氏体耐热钢的使用寿命。

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【技术保护点】

1.一种基于B、Nb协同调控耐热钢中M23C6析出相的方法，其特征在于，在18Cr8Ni型奥氏体耐热钢中添加元素B，制成钢坯后，依次进行固溶处理、时效处理；按重量百分比计，所述元素B为0.004％-0.012％；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述18Cr8Ni型奥氏体耐热钢的化学成分按重量百分比计为：C：0.07-0.13％、Al：0.003-0.007％、Si≤0.3％、Mn≤1.00％、P≤0.04％、S≤0.01％、Cr：17.0-19.0％、Ni：7.5-10.5％、Mo：0.15-0.25％、Co：0.2-0.3％、Cu：2.5-3.5％、N：0.05-0.12％、Nb：0.2-0.7％、B：0.004-0.012％，余量为Fe及其他不可避免的杂质元素。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述制成钢坯的方法为：按照合金成分配比后在真空感应炉中冶炼，然后在真空状态下浇铸成铸锭，待铸锭空冷后从模子中取出，对铸锭轧制制成钢坯。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，制成钢坯后，还包括将钢坯进行切割成试样，所述试样的尺寸为10×10×3mm。

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【技术特征摘要】

1.一种基于b、nb协同调控耐热钢中m23c6析出相的方法，其特征在于，在18cr8ni型奥氏体耐热钢中添加元素b，制成钢坯后，依次进行固溶处理、时效处理；按重量百分比计，所述元素b为0.004％-0.012％；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述18cr8ni型奥氏体耐热钢的化学成分按重量百分比计为：c：0.07-0.13％、al：0.003-0.007％、si≤0.3％、mn≤1.00％、p≤0.04％、s≤0.01％、cr：17.0-19.0％、ni：7.5-10.5％、mo...

【专利技术属性】
技术研发人员：马晋遥，韩培德，董楠，张翊，张跃飞，王童，王镨立，崔培志，赵文龙，
申请(专利权)人：山西浙大新材料与化工研究院，
类型：发明
国别省市：

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