一种抗高温氧化的含Zr低活化铁素体马氏体钢制造技术

本发明专利技术公开了一种抗高温氧化的含Zr低活化铁素体马氏体钢，以重量百分比计，其化学成分为:Cr:8.0～10.0wt％，Mn:0.2～1.0wt％，Si:0.3～0.9wt％，W:1.0～1.8wt％，C:0.15～0.25wt％，Ti:0.01～0.1wt％，V:0.1～0.3wt％，Zr:0.05～1.1wt％，N:0.01～0.1wt％，P＜0.015wt％，S＜0.01wt％，余量为Fe和不可避免的杂质。本发明专利技术的铁素体/马氏体钢的抗高温氧化性能得到大幅提高，其抗高温氧化性能至少是目前普通铁素体/马氏体钢的2

【技术实现步骤摘要】
一种抗高温氧化的含Zr低活化铁素体马氏体钢


[0001]本专利技术属于金属材料
，涉及一种马氏体钢，具体涉及一种抗高温氧化的含Zr低活化铁素体马氏体钢。

技术介绍

[0002]常用的铁素体马氏体钢含有Mo、Nb、Ni、Co、Al等高活化元素，在中子辐照后的活化周期长，这对核反应堆结构材料的后期处理造成了问题。为了解决此问题，以低活化元素为主要成分的低活化铁素体/马氏体钢应运而生。钢中常用的低活化元素主要有Cr、W、V、Mn、Ti、Zr、Ta、Si等，在这些低活化元素中，Cr、Mn、Si具有提高钢抗高温氧化性能的作用，但也需要控制这些元素的含量。例如，Cr和Si元素在钢中属于铁素体形成元素，含量过高会导致δ铁素体的形成，降低钢的力学性能；钢中Mn元素添加过多会使基体扩散加快，加速M
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C6碳化物的粗化，降低基体的稳定性。
[0003]铁素体马氏体钢因其具有热膨胀系数小、导热和抗热疲劳性能好、优良的抗蠕变性能和抗氧化性能以及相对低廉的价格等优点，并被广泛应用为锅炉、涡轮机等关键部件的结构材料，并被认为是第四代核反应堆的主要候选材料。
[0004]相比于之前的核反应堆技术，第四代核反应堆的工况更加严峻，运行温度范围更高，其燃料包壳的温度可达650～700℃，要求材料具有良好的抗高温氧化性能。然而目前普通铁素体/马氏体钢的最高使用温度低于600℃，在高于最高使用温度下长期暴露时，氧化严重，使得基体材料逐步被氧化腐蚀，最终使材料的力学性能降低。因此，如何提高铁素体/马氏体钢的抗高温氧化性能，从而提高其最高使用温度，是亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种抗高温氧化的含Zr低活化铁素体马氏体钢，以克服现有铁素体马氏体钢由于抗高温氧化性能较差，其最高使用温度较低的问题。
[0006]本专利技术的技术方案具体如下：
[0007]一种抗高温氧化的含Zr低活化铁素体马氏体钢，以重量百分比计，其化学成分为:Cr:8.0～10.0wt％，Mn:0.2～1.0wt％，Si:0.3～0.9wt％，W:1.0～1.8wt％，C:0.15～0.25wt％，Ti:0.01～0.1wt％，V:0.1～0.3wt％，Zr:0.05～1.1wt％，N:0.01～0.1wt％，P＜0.015wt％，S＜0.01wt％，余量为Fe和不可避免的杂质。
[0008]优选地，所述抗高温氧化的含Zr低活化铁素体马氏体钢，以重量百分比计，其化学成分为:Cr:8.0～10.0wt％，Mn:0.2～1.0wt％，Si:0.3～0.9wt％，W:1.0～1.8wt％，C:0.15～0.25wt％，Ti:0.01～0.1wt％，V:0.1～0.3wt％，Zr:0.1～1.1wt％，N:0.01～0.1wt％，P＜0.015wt％，S＜0.01wt％，余量为Fe和不可避免的杂质。
[0009]优选地，所述抗高温氧化的含Zr低活化铁素体马氏体钢，以重量百分比计，其化学成分为:Cr:8.0～10.0wt％，Mn:0.2～1.0wt％，Si:0.3～0.9wt％，W:1.0～1.8wt％，C:0.15～0.25wt％，Ti:0.01～0.1wt％，V:0.1～0.3wt％，Zr:0.3～1.1wt％，N:0.01～0.1wt％，P
＜0.015wt％，S＜0.01wt％，余量为Fe和不可避免的杂质。
[0010]优选地，所述抗高温氧化的含Zr低活化铁素体马氏体钢，以重量百分比计，其化学成分为:Cr:8.0～10.0wt％，Mn:0.2～1.0wt％，Si:0.3～0.9wt％，W:1.0～1.8wt％，C:0.15～0.25wt％，Ti:0.01～0.1wt％，V:0.1～0.3wt％，Zr:0.5～1.1wt％，N:0.01～0.1wt％，P＜0.015wt％，S＜0.01wt％，余量为Fe和不可避免的杂质。
[0011]优选地，所述抗高温氧化的含Zr低活化铁素体马氏体钢，以重量百分比计，其化学成分为:Cr:8.5～9.5wt％，Mn:0.4～0.6wt％，Si:0.5～0.7wt％，W:1.4～1.7wt％，C:0.15～0.22wt％，Ti:0.01～0.02wt％，V:0.18～0.26wt％，Zr:0.1～1.1wt％，N:0.02～0.05wt％，P:0.01～0.013wt％，S:0.001～0.003wt％，余量为Fe和不可避免的杂质。
[0012]优选地，所述抗高温氧化的含Zr低活化铁素体马氏体钢，以重量百分比计，其化学成分为:Cr:8.5～9.5wt％，Mn:0.4～0.6wt％，Si:0.5～0.7wt％，W:1.4～1.7wt％，C:0.15～0.22wt％，Ti:0.01～0.02wt％，V:0.18～0.26wt％，Zr:0.3～1.1wt％，N:0.02～0.05wt％，P:0.01～0.013wt％，S:0.001～0.003wt％，余量为Fe和不可避免的杂质。
[0013]优选地，所述抗高温氧化的含Zr低活化铁素体马氏体钢，以重量百分比计，其化学成分为:Cr:8.5～9.5wt％，Mn:0.4～0.6wt％，Si:0.5～0.7wt％，W:1.4～1.7wt％，C:0.15～0.22wt％，Ti:0.01～0.02wt％，V:0.18～0.26wt％，Zr:0.5～1.1wt％，N:0.02～0.05wt％，P:0.01～0.013wt％，S:0.001～0.003wt％，余量为Fe和不可避免的杂质。
[0014]优选地，所述抗高温氧化的含Zr低活化铁素体马氏体钢，以重量百分比计，其化学成分为:Cr:9.5wt％，Mn:0.49wt％，Si:0.62wt％，W:1.64wt％，C:0.18wt％，Ti:0.02wt％，V:0.21wt％，Zr:0.5wt％，N:0.03wt％，P:0.011wt％，S:0.001wt％，余量为Fe。
[0015]优选地，所述抗高温氧化的含Zr低活化铁素体马氏体钢，以重量百分比计，其化学成分为:Cr:8.9wt％，Mn:0.44wt％，Si:0.60wt％，W:1.48wt％，C:0.16wt％，Ti:0.01wt％，V:0.19wt％，Zr:1.01wt％，N:0.04wt％，P:0.010wt％，S:0.001wt％，余量为Fe。
[0016]所述抗高温氧化的含Zr低活化铁素体马氏体钢的加工工艺包括如下步骤：
[0017](1)按重量配比称取原料成分进行真空熔炼；(2)在950～1200℃锻造，锻造完成后坯料空冷到室温；(3)在850～1150℃热轧，单次轧制变形量为20～30％，总轧制变形量为80％，空冷至室温；(4)将轧制成型后的板材950～1150℃正火和740～780℃回火处理。
[0018]本专利技术的技术方案具有如下有益效果：
[0019]对高温环境下长期服役、使用量最为广泛的铁素体马氏体钢，通过提高Zr含量，解决了其抗高温氧化性能低的问题，其抗本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗高温氧化的含Zr低活化铁素体马氏体钢，其特征在于：以重量百分比计，其化学成分为:Cr:8.0～10.0wt％，Mn:0.2～1.0wt％，Si:0.3～0.9wt％，W:1.0～1.8wt％，C:0.15～0.25wt％，Ti:0.01～0.1wt％，V:0.1～0.3wt％，Zr:0.05～1.1wt％，N:0.01～0.1wt％，P＜0.015wt％，S＜0.01wt％，余量为Fe和不可避免的杂质。2.如权利要求1所述的抗高温氧化的含Zr低活化铁素体马氏体钢，其特征在于：以重量百分比计，其化学成分为:Cr:8.0～10.0wt％，Mn:0.2～1.0wt％，Si:0.3～0.9wt％，W:1.0～1.8wt％，C:0.15～0.25wt％，Ti:0.01～0.1wt％，V:0.1～0.3wt％，Zr:0.1～1.1wt％，N:0.01～0.1wt％，P＜0.015wt％，S＜0.01wt％，余量为Fe和不可避免的杂质。3.如权利要求1所述的抗高温氧化的含Zr低活化铁素体马氏体钢，其特征在于：以重量百分比计，其化学成分为:Cr:8.0～10.0wt％，Mn:0.2～1.0wt％，Si:0.3～0.9wt％，W:1.0～1.8wt％，C:0.15～0.25wt％，Ti:0.01～0.1wt％，V:0.1～0.3wt％，Zr:0.3～1.1wt％，N:0.01～0.1wt％，P＜0.015wt％，S＜0.01wt％，余量为Fe和不可避免的杂质。4.如权利要求1所述的抗高温氧化的含Zr低活化铁素体马氏体钢，其特征在于：以重量百分比计，其化学成分为:Cr:8.0～10.0wt％，Mn:0.2～1.0wt％，Si:0.3～0.9wt％，W:1.0～1.8wt％，C:0.15～0.25wt％，Ti:0.01～0.1wt％，V:0.1～0.3wt％，Zr:0.5～1.1wt％，N:0.01～0.1wt％，P＜0.015wt％，S＜0.01wt％，余量为Fe和不可避免的杂质。5.如权利要求1所述的抗高温氧化的含Zr低活化铁素体马氏体钢，其特征在于：以重量百分比计，其化学成分为:Cr:8.5～9.5wt％，Mn:0.4～0.6wt％，Si:0.5～0.7wt％，W:1.4～1.7wt％，C:0.15～0.22wt％，Ti:0.01～0.02wt％，V:0.18～0.26wt％，Zr:0.1～1.1wt％，N:0.02～0.05wt％，P:0.01～0.013wt％，S:0.00...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱日盛，曾文，刘庆，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：