【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及耐热钢生产，具体涉及一种具有高蠕变强度的马氏体耐热钢及其热处理方法。
技术介绍
1、马氏体耐热不锈钢具有较高的热传导系数和较低的热膨胀系数，同时具有较好的抗热疲劳性能，良好的冷热加工性能，优异的焊接性能，以及较高的热强度，因此马氏体耐热不锈钢可用于制作航空发动机的高压压气机盘和转子叶片等重要部件，还常用于制造锅炉、汽轮机、动力机械、工业炉和石油化工等工业领域中在高温环境中应用的零部件。这些部件不仅需要有良好的高温强度和抗高温氧化腐蚀性能，还需要有足够的韧性、良好的可加工性和焊接性以及一定的组织稳定性以满足不同的用途。
2、马氏体耐热不锈钢主要包括抗氧化钢（或称高温不起皮钢）和热强钢两类。抗氧化钢一般要求较好的化学稳定性，但承受的载荷较低。热强钢则要求较高的高温强度和相应的抗氧化性。随着合金化成分的不断调整优化，马氏体耐热钢的持久强度不断提高。cr是马氏体耐热钢中的基础合金元素，属于铁素体形成元素。马氏体耐热钢的抗氧化腐蚀能力随着cr含量的增加而提高，当cr含量超过11%时，可以显著改善材料在650℃下的腐蚀性能，因此，cr含量为9%~12%的马氏体耐热钢应用广泛。然而，cr含量为9%~12%的马氏体耐热钢在高温高压的环境下服役时常常遇到频繁的温度周期变化并承受各种交变载荷，因此其经常产生高温蠕变。
3、cr含量为9%~12%的马氏体耐热钢为富含高密度位错的板条状结构，该结构内部及边界区域广泛且弥散地分布着多种细微的沉淀强化相，例如m23c6碳化物相、mx相、laves相等。依靠这些沉淀相与位
4、因此，如何提高马氏体耐热钢的高温蠕变强度是本领域亟需解决的问题。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种具有高蠕变强度的马氏体耐热钢及其热处理方法。
2、根据本专利技术的一个方面，提供一种用于马氏体耐热钢的热处理方法，方法包括下列步骤：
3、步骤s1：将马氏体耐热钢放入充有氮气的加热炉内进行加热保温；
4、步骤s2：将加热炉抽真空，并使马氏体耐热钢在加热炉内旋转；
5、步骤s3：停止加热，对旋转的马氏体耐热钢的表面喷溅冷却介质以将马氏体耐热钢冷却至室温，并进行泄压操作；
6、步骤s4：停止旋转和喷溅，将马氏体耐热钢进行回火处理，获得蠕变强度提高的马氏体耐热钢。
7、根据本专利技术的一个实施例，该马氏体耐热钢包括按质量百分比计的以下组分：c：0.07%~0.14%、si≤0.2%、mn：0.4%~0.9%、mo：1.5%~2.0%、cr：11%~12.6%、co：1%~3%、ni：2%~3%、v：0.2%~0.4%、n：0.025%~0.04%、b：0.001%~0.003%、s≤0.02%、p≤0.02%，其余为fe和不可避免的杂质。
8、根据本专利技术的一个实施例，马氏体耐热钢包括按质量百分比计的以下组分：c：0.09%~0.12%、si≤0.2%、mn：0.6%~0.8%、mo：1.65%~1.8%、cr：11.5%~12%、co：1.5%~2.5%、ni：2.3%~2.8%、v：0.25%~0.35%、n：0.03%~0.035%、b：0.002%~0.003%、s≤0.02%、p≤0.02%，其余为fe和不可避免的杂质。
9、根据本专利技术的一个实施例，步骤s1中的加热温度为1000~1100℃，保温时间为0.5~1h。
10、根据本专利技术的一个实施例，步骤s2中将马氏体耐热钢旋转至转速为400~600rpm。
11、根据本专利技术的一个实施例，步骤s3中的冷却介质为氩气和淬火油或氩气和液态金属的混合物，混合物的气体含量控制在40%~70%，喷射强度＞5l/（min·m²）。
12、根据本专利技术的一个实施例，液态金属选自镓基液态金属、铋基液态金属中的至少一种。
13、根据本专利技术的一个实施例，回火处理包括一次回火和二次回火。
14、根据本专利技术的一个实施例，一次回火的回火温度为500~600℃，回火时间为0.5~1.5h。
15、根据本专利技术的一个实施例，二次回火的回火温度为480~580℃，回火时间为0.5~1.5h。
16、根据本专利技术的另一方面，提供一种具有高蠕变强度的马氏体耐热钢，该具有高蠕变强度的马氏体耐热钢采用如上述任一实施例所述的热处理方法制备获得。
17、在本专利技术的技术方案中，本专利技术的热处理方法对马氏体耐热钢进行氮化处理，通过优化氮化和冷却、回火等工艺使马氏体耐热钢中充分析出细小弥散分布的mx相，同时降低δ铁素体的量，进一步提高马氏体耐热钢的高温蠕变抗力。进一步地，通过优化马氏体耐热钢的化学组分来增加马氏体耐热钢中mx相的析出量、抑制m23c6相的粗化长大以及抑制δ铁素体的形成来提高材料的蠕变强度。mx析出相在高温蠕变过程中的粗化速率小，能够有效钉扎位错，阻碍位错和马氏体板条的回复，提高马氏体耐热钢的高温蠕变抗力。
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1.一种用于马氏体耐热钢的热处理方法，其特征在于，包括下列步骤：
2.根据权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，所述马氏体耐热钢包括按质量百分比计的以下组分：C：0.07%~0.14%、Si≤0.2%、Mn：0.4%~0.9%、Mo：1.5%~2.0%、Cr：11%~12.6%、Co：1%~3%、Ni：2%~3%、V：0.2%~0.4%、N：0.025%~0.04%、B：0.001%~0.003%、S≤0.02%、P≤0.02%，其余为Fe和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，步骤S1中的加热温度为1000~1100℃，保温时间为0.5~1h。
4.根据权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，步骤S2中将所述马氏体耐热钢旋转至转速为400~600rpm。
5.根据权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，步骤S3中所述的冷却介质为氩气和淬火油或氩气和液态金属的混合物，所述混合物的气体含量控制在40%~70%，喷射强度＞5L/（min·m²）。
6.根据权利要求5所述的热处理方法，其特征在于，
7.根据权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，所述回火处理包括一次回火和二次回火。
8.根据权利要求7所述的热处理方法，其特征在于，所述一次回火的回火温度为500~600℃，回火时间为0.5~1.5h。
9.根据权利要求7所述的热处理方法，其特征在于，所述二次回火的回火温度为480~580℃，回火时间为0.5~1.5h。
10.一种具有高蠕变强度的马氏体耐热钢，其特征在于，所述具有高蠕变强度的马氏体耐热钢采用如权利要求1-9中任一项所述的热处理方法制备获得。
...【技术特征摘要】
1.一种用于马氏体耐热钢的热处理方法，其特征在于，包括下列步骤：
2.根据权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，所述马氏体耐热钢包括按质量百分比计的以下组分：c：0.07%~0.14%、si≤0.2%、mn：0.4%~0.9%、mo：1.5%~2.0%、cr：11%~12.6%、co：1%~3%、ni：2%~3%、v：0.2%~0.4%、n：0.025%~0.04%、b：0.001%~0.003%、s≤0.02%、p≤0.02%，其余为fe和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，步骤s1中的加热温度为1000~1100℃，保温时间为0.5~1h。
4.根据权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，步骤s2中将所述马氏体耐热钢旋转至转速为400~600rpm。
5.根据权利要求1所述的热处理方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘庭耀，程礼梅，宁榛，朱焱麟，李琨，吴蝶，
申请(专利权)人：成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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