一种消除S31035高合金奥氏体耐热钢中混晶的方法技术

本发明专利技术公开了一种消除S31035高合金奥氏体耐热钢中混晶的方法，属于合金钢加工工艺领域。本发明专利技术在常规S31035高合金奥氏体耐热钢管制备工艺：热挤压

【技术实现步骤摘要】
一种消除S31035高合金奥氏体耐热钢中混晶的方法


[0001]本专利技术涉及奥氏体不锈钢热处理
，更具体地说，涉及一种消除S31035高合金奥氏体耐热钢中混晶的方法。

技术介绍

[0002]传统的Super304H、TP347HFG和HR3C奥氏体耐热钢在超超临界火力发电机组上得到广泛的应用。随着燃煤电站蒸汽压力和温度的提高，传统的奥氏体耐热钢不能满足工作需要。与Super304H、TP347HFG和HR3C奥氏体耐热钢相比较，S31035奥氏体耐热钢，名义成分Cr22Ni25W3Cu3CoMoNbN，具有更高的铬镍含量，是在Fe
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22Cr
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25Ni型奥氏体不锈钢基础之上，添加了钨、钴、铜、铌、钼、氮等元素，是一种新型高铬、镍奥氏体耐热钢，该类型奥氏体耐热钢具有优异的耐腐蚀、抗氧化、高温蠕变强度。S31035奥氏体耐热钢代表性有Sanicro 25和C
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HRA
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5，其中Sanicro25由瑞典Sandvik公司研发的一种新型奥氏体耐热钢，C
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HRA
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5是太钢不锈钢公司开发的一种新型耐热钢。S31035具有高持久强度和抗氧化腐蚀性能，是700℃超超临界锅炉过热器小口径锅炉管的重要候选材料。
[0003]S31035奥氏体耐热钢中合金含量为质量百分比≥57％，高温强度主要通过碳、氮、钴和钨的固溶强化以及MX、NbCrN、M23C6和富铜相沉淀强化实现，结合了固溶强化和析出强化的多元复合强化手段。Sanicro25钢等电厂用奥氏体耐热钢的最终供货态为高温固溶处理，Sanicro25钢高温固溶处理的温度约1200℃。研究发现S31035奥氏体耐热钢在高温固溶后，晶粒容易异常长大，出现混晶，很难通过常规的热加工和热处理消除混晶，实现组织均匀化。混晶会严重降低耐热钢的抗氧化和蠕变性能。目前，还没有相关技术和工艺能解决这一难题。
[0004]S31035奥氏体耐热钢在热加工过程中，容易出现晶粒粗大且不均匀，即出现混晶。这主要是是由于奥氏体晶粒在高温下随时间延长极易长大，如处理温度偏高、时间偏长均会导致奥氏体晶粒长大，会很容易产生混晶缺陷。
[0005]经检索，中国专利申请号：2021100715061，专利技术创造名称为：一种消除20MnCr5钢轧态混晶组织的轧制工艺，该申请案公包括：步骤1，20MnCr5钢的坯料选择；步骤2，钢坯加热；步骤3，钢坯粗轧；步骤4，钢坯中轧；步骤5，钢坯终轧；步骤6，钢材冷却，最终获得20MnCr5钢成品。该申请是在基于准确核定20MnCr5钢开始发生动态再结晶时的温度后，再确定适宜的开轧制温度，在高于1050℃的温度区间开始轧制，使钢材内部的畸变能累计，增加再结晶发生的倾向，最终达到细化晶粒和消除混晶的现象。但行业内不同种类钢种混晶形成及消除各不相同，该申请案难以直接应用于其他种类钢种的混晶消除。

技术实现思路

[0006]1.专利技术要解决的技术问题
[0007]本专利技术的目的在于克服现有技术中S31035高合金奥氏体耐热钢容易产生混晶缺陷的问题，拟提供一种消除S31035高合金奥氏体耐热钢中混晶的方法，通过设计新的热加
工和高温固溶工艺路线，消除高合金奥氏体耐热不锈钢组织不均匀和混晶现象，调控晶粒尺寸。
[0008]2.技术方案
[0009]为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：
[0010]本专利技术的一种消除S31035高合金奥氏体耐热钢中混晶的方法，包括热挤压
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等温热轧
‑
高温固溶处理工艺，其中等温热轧工序中M
23
C6的溶解温度为T
C
，热轧的温度低于M
23
C6的溶解温度30～100℃。
[0011]更进一步地，该S31035高合金奥氏体耐热钢化学成份为按照质量百分比含量：C：0.04～0.08％，Si：≤0.60％，Mn：≤0.60％，P：≤0.025％，S：≤0.015％，Cr：21.50％～23.50％，Ni：23.5％～26.50％，W：2.0％～4.0％，Co：1.0％～2.0％，Cu：2.0％～3.5％，Nb：0.30～0.65％，N：0.15％～0.30％，B：0.002～0.008％，其它为Fe及不可避免杂质。
[0012]本专利技术在目前常规的S31035高合金奥氏体耐热钢管制备工艺：热挤压
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冷轧
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固溶处理中，去除冷轧环节，引入等温热轧工艺，采用热挤压
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等温热轧
‑
高温固溶处理方式，更进一步地，进行热轧前首先计算M
23
C6的溶解温度T
C
，通过热力学计算软件得到M
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C6的溶解温度T
C
，根据S31035高合金奥氏体耐热钢合金成分范围，计算得到M
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C6的溶解温度为1050～1080℃，等温热轧的温度控制为950～1050℃。
[0013]更进一步地，等温热轧的具体过程为：将热处理炉加热到950～1050℃，装入S31035高合金奥氏体耐热钢试样进行保温，保温时间T/min取值为试样有效厚度D/mm取值的0.8
‑
1.2倍；然后进行多道次热轧，总压下量δ/％的取值为试样有效厚度D/mm取值的1.0％～1.2％；随后进行淬火处理，得到热轧试样。更进一步地，等温热轧的总压下量下限为25％，上限为50％。本专利技术在该热轧条件下会发生应变诱导大量M
23
C6相形成，且M
23
C6主要位于晶界处呈现连续分布，对晶界施加钉扎，抑制晶界迁移和动态再结晶晶粒长大，得到的组织均匀，无混晶。由于热轧的温度低于M
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C6的溶解温度30～100℃，多道次且压下量δ上下限控制为25～50％，该轧制条件下应变诱发晶界M
23
C6相不会发生溶解。随后进行淬火处理，淬火介质为水，得到热轧试样。
[0014]更进一步地，高温固溶处理具体过程为：将热处理炉升温到1200～1220℃时，将热轧后获得的热轧试样放入热处理炉中，保温后进行淬火处理，得到高温固溶处理试样。
[0015]更进一步地，高温固溶处理中，保温时间t根据计算如下：
[0016]其中t为高温固溶处理保温时间，min；K为保温系数；D为试样有效厚度，mm；δ为热轧压下量，仅取数值部分计算。
[0017]更进一步地，保温系数K为3
‑
10，固溶处理保温时间t范围为10min～60min。K值选择大，即固溶处理保温时间长，得到平均晶粒尺寸大。
[0018]更进一步地，经过高温固溶处理后，晶界M
23
C6析出相全部回溶，晶粒完全再结晶，晶粒尺寸均匀，没有出现异常长大现象，晶粒度为7～8级。可以消除S31035高合金奥氏体耐热钢中混晶缺陷，由于高温本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种消除S31035高合金奥氏体耐热钢中混晶的方法，其特征在于：包括热挤压
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等温热轧
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高温固溶处理工艺，其中等温热轧工序中M
23
C6的溶解温度为T
C
，热轧的温度低于M
23
C6的溶解温度30～100℃。2.根据权利要求1所述的一种消除S31035高合金奥氏体耐热钢中混晶的方法，其特征在于：M
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C6的溶解温度T
C
为1050～1080℃，等温热轧的温度控制为950～1050℃。3.根据权利要求1所述的一种消除S31035高合金奥氏体耐热钢中混晶的方法，其特征在于：等温热轧的具体过程为：将热处理炉加热到950～1050℃，装入S31035高合金奥氏体耐热钢试样进行保温，然后进行热轧，总压下量δ/％的取值为试样有效厚度D/mm取值的1.0％～1.2％；随后进行淬火处理，得到热轧试样。4.根据权利要求3所述的一种消除S31035高合金奥氏体耐热钢中混晶的方法，其特征在于：S31035高合金奥氏体耐热钢试样在热处理炉保温时间T/min取值，为试样有效厚度D/mm取值的0.8
‑
1.2倍。5.根据权利要求3所述的一种消除S31035高合金奥氏体耐热钢中混晶的方法，其特征在于：等温热轧的总压下量下限为25％，上限为50％。6.根据权利要求1所述的一种消除S31035高合金奥氏体耐热钢中混晶的方法，其特征在于：高温固溶处理具体...

【专利技术属性】
技术研发人员：周红伟，张启，方良伟，韦勇，赵伟，白凤梅，何宜柱，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：