一种奥氏体节镍耐热钢板及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种新型奥氏体节镍耐热钢板及其制造方法，该方法的特点在于，经过对耐热钢板的冶炼、锻造、轧制以及固溶处理及表面处理等工艺步骤，制造了重量百分比含量为碳≤0.15％、硅1.0～3.50％、锰≤2.0％、硫≤0.030％、磷≤0.040％、铬23.0～26.0％、钼0.5～1.2％、镍12.0～15.0％、氮0.10～0.35％，余量为铁的新型奥氏体节镍耐热钢板。使用该方法制造的耐热钢板节约镍资源，且高温持久强度、抗高温氧化能力和耐介质腐蚀能力得到提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钢板制造
，具体地说，涉及一种新型奥氏体节镍耐热钢板及其制造方法。
技术介绍
镍是钢中重要的元素之一，镍可以提高钢的机械性能，增加钢的强度、韧性、耐热性，增加钢的防腐蚀、抗酸性及其导磁性等。镍还能够细化晶粒、提高钢的淬透性和增加钢的硬度。加了镍的钢有着良好的耐热耐蚀性，并且镍是奥氏体区扩大元素，同时可以防止奥氏体钢中脆性相的生成。基于上述优点，近来，奥氏体耐热不锈钢在锅炉和压力容器中有着广泛的应用，例如取向硅钢高温环形退火炉热处理设备内罩，是退火保护的关键设备，长期在高温下运行， 标准退火周期为150h，其中加热至650°C保温停留17h，在高温工作1200°C保温27h。设备内罩须长期在高温下运行，致局部熔损及氧化皮脱落，使设备寿命大大降低。在现有技术中，取向硅钢高温环形退火炉热处理设备内罩在制造过程的冶炼中采用工业纯铁为原料，加入铬铁、钥铁、镍板等合金化，一般采用(I)非真空感应炉冶炼；⑵电弧炉+炉外精炼(LF) +真空精炼等工艺方法生产高含镍量钢种1625Ni20Si2、20X25H20C2、X15CrNiSi25_21等，其含镍量达18-22%。这些合金的生产和使用无疑会消耗大量价格昂贵的镍，不仅会增加生产成本，也与“节能减排”的大趋势相悖。采用现有技术，不仅消耗大量稀缺镍资源，高温持久强度、抗高温氧化能力和耐介质腐蚀性能大大降低。综上，高镍合金的应用，特别是未来的应用必然会受到严格的限制。而如果选用镍含量降低价格相对便宜的合金又难以满足更高温度、更高应力和更苛刻的使用条件。为了满足合金在更苛刻的条件下的要求，保证或者大幅提高使用寿命，同时又可降低合金的生产成本，可以替代高镍钢种的研究与开发越来越重要。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在克服现有技术中的不足，提供一种产品质量好，不仅节约大量稀缺镍资源，而且高温持久强度、抗高温氧化能力和耐介质腐蚀能力优良新型奥氏体节镍耐热钢板的制造方法。针对上述目的，本专利技术的技术方案是通过对钢种成分组成的设计，通过对制造方法以及在制造过程中工艺参数的优化设计，提出了一种节镍型奥氏体耐热不锈钢的制造方法。本专利技术的一方面提供一种奥氏体节镍耐热钢板，所述钢板的组成以重量百分比为碳彡O. 15%、硅I. O 3. 50%、锰彡2. 0%、硫彡O. 030%、磷彡O. 040%、铬23. O 26. 0%、钥O. 5 I. 2%、镍12. O 15. 0%、氮O. 10 O. 35%，余量为铁。钢板的组成还包括重量百分比为O. 01 O. 07%的铝和O. 01 O. 04%的铜。所述钢板的屈服强度为400-430Mpa，抗拉强度 800_830Mpa。本专利技术的另一方面提供一种奥氏体节镍耐热钢板的制造方法，所述方法包括以下工艺步骤a、合金冶炼，采用非真空感应炉或电弧炉+炉外精炼+真空精炼中的其中一种，以返回钢、纯铁及符合耐热钢板组成的合金、金属为原料进行冶炼；出钢温度控制在1540 15600C ;出钢后浇注成合金钢锭；合金钢锭的组成以重量百分比为碳< O. 15%、硅I. O 3. 50%、锰≤2. 0%、硫≤ O. 030%、磷≤O. 040%、铬 23. O 26. 0%、钥 O. 5 I. 2%、镍12. O 15. 0%、氮O. 10 O. 35%，余量为铁；b、锻造热加工，将上述合金钢锭缓慢加热锻造热加工为钢坯，锻造加热温度1220 1270°C ;保温时间5 10小时；开锻温度≥1100°C，终锻≥850°C ;将锻造后的钢坯表面全面磨光，清理缺陷，切头尾；C、轧制热加工，将上述钢坯缓慢加热后进行轧制热加工，轧制加热温度1200 12500C ;保温时间3 15小时；开轧温度彡1100°C、终轧彡900°C ;轧制成板材；d、固溶及表面处理板材经1080-1140°C固溶后，保温时间按厚度方向l_2min/nun ;冷却方式水冷或油冷；冷却时间> 30min ;清理缺陷；切头尾即为成品钢板。步骤a中以返回钢、纯铁及符合耐热钢板组成的合金、金属原料优选采用以重量百分比计c ( O. 05%, S 彡 O. 005%, P ( O. 010%, Ti ( O. 05%, N ( 50ppm, O ( 40ppm,Sn ^ O. 015 %, Pb ^ O. 01 %, Cu ^ O. 08 %,余量为铁的原料；再按成份设计加入l#Ni、V_Cr、N-Cr, J-Mn, Fe_Mo、硅铁、J-Al、Si-Ca 进行合金化冶炼。步骤c的轧制热加工保温时间优选采用不低于5小时。非真空感应炉可以采用电磁感应加热对应的冶炼炉型；电弧炉+炉外精炼+真空精炼可以采用电弧加热初炼，然后钢包电弧加热并调整成分，最后进行真空脱碳保铬、去气。有所述方法制造的钢板的屈服强度为400_430Mpa，抗拉强度800_830Mpa。在本专利技术的奥氏体节镍耐热钢板的制造方法中的固溶处理是指热轧后的材料经过加热保温快冷处理，使得合金元素溶解到晶粒中并细化晶粒，以达到改善合金综合性能的目的。与现有技术相比，本专利技术具有下列特点和有益效果(I)本专利技术选用工业纯铁、合金和其它金属为原料，为获取高纯净度钢板提供了物质基础，在非真空感应炉合金化(或电弧炉+LF+真空精炼等)合金化冶炼，加大氮含量使用，大幅度减少镍使用量，降低了氧元素含量，获得高纯洁度钢锭；钢锭经加热温度1220°C 1270°C、保温时间5 10小时处理后，进行热加工锻造，使合金元素分布均匀，从而减少偏析；采用本专利技术制得的新型奥氏体节镍耐热钢板，产品质量达到技术要求，并且具有高纯洁度。(2)采用本专利技术，获得的新型奥氏体节镍耐热钢板，偏析满足GB1979中< I级水平，氧化物、硫化物均< 2. O级要求；达到的力学性能σ b彡490Mpa, σ s彡230Mpa,δ s 彡 35%。(3)本专利技术产品制备工艺简单，实用性强，不仅大幅度减少镍使用量，降低生产成本；且提高高温性能(高温持久强度、抗高温氧化和耐介质腐蚀)，能够满足大规模工业生产急需，为我国环形退火炉升级更新提供了技术保障。具体实施例方式以下结合实施例对本专利技术作进一步详细说明，但不能理解为是对本专利技术保护范围的限制，该领域的技术人员根据上述本专利技术的内容对本专利技术作出的一些非本质的改进和调整，仍属于本专利技术的保护范围。根据本专利技术的奥氏体耐热钢板的制造方法所制造出的奥氏体节镍耐热钢板，所述钢板的组成以重量百分比为碳彡O. 15%、硅I. O 3. 50%、锰彡2. O %、硫彡O. 030%、磷(O. 040%、铬 23. O 26. 0%、钥 O. 5 I. 2%、镍 12. O 15. 0%、氮 O. 10 O. 35%，余量为铁。钢板的组成还包括重量百分比为O. 01 O. 07%的铝和O. 01 O. 04%的铜。所述钢板的屈服强度为400-430Mpa，抗拉强度800_830Mpa。下面，将结合实施例详细描述本专利技术。根据本专利技术示出的耐热钢板的制造方法包 括下述步骤a、合金冶炼，采用非真空感应炉或电弧炉+炉外精炼+真空精炼中的其中一种，非真空感应炉可以采用电磁感应加热对应的冶炼炉型，电弧炉+炉外精炼+真空精炼可以采用电弧加热初炼本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种奥氏体节镍耐热钢板，其特征在于，钢板的组成以重量百分比计为：碳≤0.15％、硅1.0～3.50％、锰≤2.0％、硫≤0.030％、磷≤0.040％、铬23.0～26.0％、钼0.5～1.2％、镍12.0～15.0％、氮0.10～0.35％，余量为铁。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭晓军，王利伟，林华，彭声通，周茂华，
申请(专利权)人：攀钢集团江油长城特殊钢有限公司，
类型：发明
国别省市：