一种燃气阀门用高强度防腐钢及其热处理工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种燃气阀门用高强度防腐钢，其化学成分的质量百分比为：C：0.02‑0.04%，Cr:10.5‑11.7%，Si：0.15‑0.19%，Mn：0.62‑0.73%，Ni：0.45‑0.52%，Re：0.15‑0.17%，Nb：0.27‑0.38%，Al:0.31‑0.33%，Y:0.11‑0.13%，Ti：0.13‑0.15%，Ca：0.75‑0.77%，B：0.82‑0.88%，Co：0.41‑0.45%，Mo：0.23‑0.31%，S≤0.03%，P≤0.02%，稀土金属：0.23‑0.36%，余量为Fe。本发明专利技术中的合金元素Co、Mo、Cr、Ti可提高马氏体回火抗力，抑制位错亚结构回复；Ni能提高铁素体基体的韧性并能使晶粒细化，可改善钢的塑性和韧性，降低解理倾Co提高Mo

High strength corrosion resistant steel for gas valve and heat treatment process thereof

The invention discloses a high strength anti-corrosion steel with a gas valve, the mass percentage of its chemical composition is: C:0.02 0.04% Cr:10.5 11.7%,, Si:0.15 0.19%, Mn:0.62 0.73%, Ni:0.45 0.52%, Re:0.15 0.17%, Nb:0.27 0.38%, Al:0.31 0.33%, Y:0.11 0.13%, Ti:0.13 0.15%, Ca:0.75 0.77%, B:0.82 0.88%, Co:0.41 0.45%, Mo:0.23 0.31%, S = 0.03%, P = 0.02%, 0.23 rare earth metal: 0.36%, the rest is Fe. In the invention, the Mo alloy elements Co, Cr and Ti can improve the resistance to tempering martensite, inhibit the dislocation sub structure recovery; Ni can improve the toughness of the ferrite matrix and make the grain refinement can improve the plasticity and toughness of steel, reduce the inclination to improve Mo Co cleavage

【技术实现步骤摘要】
一种燃气阀门用高强度防腐钢及其热处理工艺
本专利技术涉及一种防腐钢及其热处理方法，具体的说是一种燃气阀门用高强度防腐钢及其热处理工艺，属于金属冶炼及处理

技术介绍
阀门是燃气管道中非常重要的组成部分，也是燃气管道中技术含量较高的产品之一。目前国内外燃气管道中的阀门从材质上一般分两大类，一类是PE球阀，一类是金属球阀，两者各有显著的优缺点，其中PE球阀虽然具有不少优点，但由于其材料性质的局限，存在不少缺点，如产品刚性不足，在地质沉降，或热胀冷缩过程中，容易导致启闭扭矩和密封性能不太稳定；塑料材质的球芯在管路吹扫不彻底，有沙土等杂物残留堆积的情况下，球芯易受损，导致密封性能下降；在长时间静置或较长时间关闭受压的状态下，操作扭矩容易明显上升，易造成操作帽等配件的损伤，影响长期使用性能。金属球阀同样具有独特的优点，但在PE燃气管道中应用却不尽人意，如防腐性能不理想，若不进行合理处理，使用寿命较短，不能与PE管道50年的使用寿命相匹配。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，针对以上现有技术的缺点，提出一种燃气阀门用高强度防腐钢及其热处理工艺，不仅能够提供阀门的足够强度，而且在长期恶劣环境下使用具有耐腐蚀、耐磨损以及热胀冷缩系数小的特点。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是通过以下方式实现的：提供一种燃气阀门用高强度防腐钢，其化学成分的质量百分比为：C：0.02-0.04%，Cr:10.5-11.7%，Si：0.15-0.19%，Mn：0.62-0.73%，Ni：0.45-0.52%，Re：0.15-0.17%，Nb：0.27-0.38%，Al:0.31-0.33%，Y:0.11-0.13%，Ti：0.13-0.15%，Ca：0.75-0.77%，B：0.82-0.88%，Co：0.41-0.45%，Mo：0.23-0.31%，S≤0.03%，P≤0.02%，稀土金属：0.23-0.36%，余量为Fe；所述稀土金属的化学成分质量百分比为：Pm：13-18%，Lu：8-11%，Dy：3-6%，Gd：0.8-2.4%，余量为La；该防腐钢中第一相为奥氏体，第二相为马氏体，在表面至1/4厚度处第二相体积百分数为3.6-3.8%，1/4厚度至中心第二相体积百分数为5.7-6.1%；该不锈钢在表面至1/4厚度处奥氏体平均晶粒直径为4.2-4.5μm，马氏体平均晶粒直径为3.8-4.0μm，1/4厚度至中心处奥氏体平均晶粒直径为5.2-5.5μm，马氏体平均晶粒直径为7.1-7.5μm。本专利技术进一步限定的技术方案是：前述的燃气阀门用高强度防腐钢，其化学成分的质量百分比为：C：0.02%，Cr:10.5%，Si：0.15%，Mn：0.62%，Ni：0.45%，Re：0.15%，Nb：0.27%，Al:0.31%，Y:0.11%，Ti：0.13%，Ca：0.75%，B：0.82%，Co：0.41%，Mo：0.23%，S≤0.03%，P≤0.02%，稀土金属：0.23%，余量为Fe；所述稀土金属的化学成分质量百分比为：Pm：13%，Lu：8%，Dy：3%，Gd：0.8%，余量为La；该防腐钢中第一相为奥氏体，第二相为马氏体，在表面至1/4厚度处第二相体积百分数为3.6%，1/4厚度至中心第二相体积百分数为5.7%；该不锈钢在表面至1/4厚度处奥氏体平均晶粒直径为4.2μm，马氏体平均晶粒直径为3.8μm，1/4厚度至中心处奥氏体平均晶粒直径为5.2μm，马氏体平均晶粒直径为7.1μm。前述的燃气阀门用高强度防腐钢，其化学成分的质量百分比为：C：0.03%，Cr:10.8%，Si：0.17%，Mn：0.68%，Ni：0.49%，Re：0.16%，Nb：0.32%，Al:0.32%，Y:0.12%，Ti：0.14%，Ca：0.76%，B：0.85%，Co：0.43%，Mo：0.27%，S≤0.03%，P≤0.02%，稀土金属：0.29%，余量为Fe；所述稀土金属的化学成分质量百分比为：Pm：16%，Lu：10%，Dy：5%，Gd：1.5%，余量为La；该防腐钢中第一相为奥氏体，第二相为马氏体，在表面至1/4厚度处第二相体积百分数为3.7%，1/4厚度至中心第二相体积百分数为5.9%；该不锈钢在表面至1/4厚度处奥氏体平均晶粒直径为4.3μm，马氏体平均晶粒直径为3.9μm，1/4厚度至中心处奥氏体平均晶粒直径为5.4μm，马氏体平均晶粒直径为7.3μm。前述的燃气阀门用高强度防腐钢，其化学成分的质量百分比为：C：0.04%，Cr:11.7%，Si：0.19%，Mn：0.73%，Ni：0.52%，Re：0.17%，Nb：0.38%，Al:0.33%，Y:0.13%，Ti：0.15%，Ca：0.77%，B：0.88%，Co：0.45%，Mo：0.31%，S≤0.03%，P≤0.02%，稀土金属：0.36%，余量为Fe；所述稀土金属的化学成分质量百分比为：Pm：18%，Lu：11%，Dy：6%，Gd：2.4%，余量为La；该防腐钢中第一相为奥氏体，第二相为马氏体，在表面至1/4厚度处第二相体积百分数为3.8%，1/4厚度至中心第二相体积百分数为6.1%；该不锈钢在表面至1/4厚度处奥氏体平均晶粒直径为4.5μm，马氏体平均晶粒直径为4.0μm，1/4厚度至中心处奥氏体平均晶粒直径为5.5μm，马氏体平均晶粒直径为7.5μm。一种燃气阀门用高强度防腐钢的热处理工艺，包括以下步骤：步骤1：将钢材加热至580-610℃，并保温35-40min，然后用雾化冷却以10-15℃/s的速度冷却到室温，然后再加热到830-850℃，用油冷以8-10℃/s的冷却速度冷却至室温；步骤2：将钢材放入加热炉中加热至980-990℃，保温1-3小时，然后采用水冷，以20-25℃/s的速度冷却至室温，然后再以5-8℃/s的速度加热至650-670℃，保温5-8小时，然后空冷至室温；步骤3：对钢材进行两次回火，第一次回火：将拔叉加热至545-565℃，回火30-40min后，保温2-3min，使钢材温度均匀化，之后采用水冷的方式以23-25℃/s的冷却速率冷却至380-390℃后，再空冷至室温；第二次回火：将钢材加热至710-720℃，回火1-3小时，然后空冷至室温即可。前述的燃气阀门用高强度防腐钢的热处理工艺，包括以下步骤：步骤1：将钢材加热至580℃，并保温35min，然后用雾化冷却以10℃/s的速度冷却到室温，然后再加热到830℃，用油冷以8℃/s的冷却速度冷却至室温；步骤2：将钢材放入加热炉中加热至980℃，保温1小时，然后采用水冷，以20℃/s的速度冷却至室温，然后再以5℃/s的速度加热至650℃，保温5小时，然后空冷至室温；步骤3：对钢材进行两次回火，第一次回火：将拔叉加热至545℃，回火30min后，保温2min，使钢材温度均匀化，之后采用水冷的方式以23℃/s的冷却速率冷却至380℃后，再空冷至室温；第二次回火：将钢材加热至710℃，回火1小时，然后空冷至室温即可。前述的燃气阀门用高强度防腐钢的热处理工艺，包括以下步骤：步骤1：将钢材加热至595℃，并保温38min，然后用雾化冷却以12℃/s的速度冷却到室温，然后再加热到840本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃气阀门用高强度防腐钢，其特征在于：其化学成分的质量百分比为：C：0.02‑0.04%，Cr:10.5‑11.7%，Si：0.15‑0.19%，Mn：0.62‑0.73%，Ni：0.45‑0.52%，Re：0.15‑0.17%，Nb：0.27‑0.38%，Al:0.31‑0.33%，Y:0.11‑0.13%，Ti：0.13‑0.15%，Ca：0.75‑0.77%，B：0.82‑0.88%，Co：0.41‑0.45%，Mo ：0.23‑0.31%，S≤0.03%，P≤0.02%，稀土金属：0.23‑0.36%，余量为Fe；所述稀土金属的化学成分质量百分比为：Pm：13‑18%，Lu：8‑11%，Dy：3‑6%，Gd：0.8‑2.4%，余量为La；该防腐钢中第一相为奥氏体，第二相为马氏体，在表面至1/4厚度处第二相体积百分数为3.6‑3.8%，1/4厚度至中心第二相体积百分数为5.7‑6.1%；该不锈钢在表面至1/4厚度处奥氏体平均晶粒直径为4.2‑4.5μm，马氏体平均晶粒直径为3.8‑4.0μm，1/4厚度至中心处奥氏体平均晶粒直径为5.2‑5.5μm，马氏体平均晶粒直径为7.1‑7.5μm。...

【技术特征摘要】
1.一种燃气阀门用高强度防腐钢，其特征在于：其化学成分的质量百分比为：C：0.02-0.04%，Cr:10.5-11.7%，Si：0.15-0.19%，Mn：0.62-0.73%，Ni：0.45-0.52%，Re：0.15-0.17%，Nb：0.27-0.38%，Al:0.31-0.33%，Y:0.11-0.13%，Ti：0.13-0.15%，Ca：0.75-0.77%，B：0.82-0.88%，Co：0.41-0.45%，Mo：0.23-0.31%，S≤0.03%，P≤0.02%，稀土金属：0.23-0.36%，余量为Fe；所述稀土金属的化学成分质量百分比为：Pm：13-18%，Lu：8-11%，Dy：3-6%，Gd：0.8-2.4%，余量为La；该防腐钢中第一相为奥氏体，第二相为马氏体，在表面至1/4厚度处第二相体积百分数为3.6-3.8%，1/4厚度至中心第二相体积百分数为5.7-6.1%；该不锈钢在表面至1/4厚度处奥氏体平均晶粒直径为4.2-4.5μm，马氏体平均晶粒直径为3.8-4.0μm，1/4厚度至中心处奥氏体平均晶粒直径为5.2-5.5μm，马氏体平均晶粒直径为7.1-7.5μm。2.根据权利要求1所述的燃气阀门用高强度防腐钢，其特征在于：其化学成分的质量百分比为：C：0.02%，Cr:10.5%，Si：0.15%，Mn：0.62%，Ni：0.45%，Re：0.15%，Nb：0.27%，Al:0.31%，Y:0.11%，Ti：0.13%，Ca：0.75%，B：0.82%，Co：0.41%，Mo：0.23%，S≤0.03%，P≤0.02%，稀土金属：0.23%，余量为Fe；所述稀土金属的化学成分质量百分比为：Pm：13%，Lu：8%，Dy：3%，Gd：0.8%，余量为La；该防腐钢中第一相为奥氏体，第二相为马氏体，在表面至1/4厚度处第二相体积百分数为3.6%，1/4厚度至中心第二相体积百分数为5.7%；该不锈钢在表面至1/4厚度处奥氏体平均晶粒直径为4.2μm，马氏体平均晶粒直径为3.8μm，1/4厚度至中心处奥氏体平均晶粒直径为5.2μm，马氏体平均晶粒直径为7.1μm。3.根据权利要求1所述的燃气阀门用高强度防腐钢，其特征在于：其化学成分的质量百分比为：C：0.03%，Cr:10.8%，Si：0.17%，Mn：0.68%，Ni：0.49%，Re：0.16%，Nb：0.32%，Al:0.32%，Y:0.12%，Ti：0.14%，Ca：0.76%，B：0.85%，Co：0.43%，Mo：0.27%，S≤0.03%，P≤0.02%，稀土金属：0.29%，余量为Fe；所述稀土金属的化学成分质量百分比为：Pm：16%，Lu：10%，Dy：5%，Gd：1.5%，余量为La；该防腐钢中第一相为奥氏体，第二相为马氏体，在表面至1/4厚度处第二相体积百分数为3.7%，1/4厚度至中心第二相体积百分数为5.9%；该不锈钢在表面至1/4厚度处奥氏体平均晶粒直径为4.3μm，马氏体平均晶粒直径为3.9μm，1/4厚度至中心处奥氏体平均晶粒直径为5.4μm，马氏体平均晶粒直径为7.3μm。4.根据权利要求1所述的燃气阀门用高强度防腐钢，其特征在于：其化学成分的质量百分比为：C：0.04%，Cr:11.7%，Si：0.19%，Mn：0.73%，Ni：0.52%，Re：0.17%，Nb：0.38%，Al:0.33%，Y:0.13%，Ti：0.15%，Ca：0.77%，B：0.88%，Co：0.45%，Mo：0.31%，S≤0.03%，P≤0.02%，稀土金属：0.36%，余量为Fe；所述稀土金属的化学成分质量百分比为：Pm：18%...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱燕华，陈平，
申请(专利权)人：苏州赛斯德工程设备有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32