一种高强韧高耐蚀性核电奥氏体不锈钢及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种高强韧高耐蚀性核电奥氏体不锈钢及其制造方法，钢的化学成分包含C：0.05％

【技术实现步骤摘要】
一种高强韧高耐蚀性核电奥氏体不锈钢及其制造方法


[0001]本专利技术属于金属材料
，尤其涉及一种高强韧高耐蚀性核电奥氏体不锈钢及其制造方法。

技术介绍

[0002]奥氏体不锈钢因其具备良好的力学性能、可加工性能、耐蚀性能以及耐中子辐照性能，在工业中被广泛应用，约占世界不锈钢总产量的60％以上。
[0003]随着核电行业的快速发展，其对装备材料的需求也会越来越高，设备的大型化和高温高压化将是未来的重要发展趋势，但随着温度压力的升高，造成材料腐蚀速率也会相应增加，同时对设备的强度也提出了更高要求。目前我国核电用奥氏体不锈钢主要代表牌号为S30403或S31603，这类材料的室温及高温强度较低，无法较好的应用于高温、高压的工况环境。为了提高此类材料的强度，部分设计单位会采用含碳量更高的S30408或S31608进行替代，但随着材料中碳含量的增加，其抗晶间腐蚀能力则会下降，特别是经过敏化处理后材料的抗晶间腐蚀能力则急剧恶化。为了改善材料的抗晶间腐蚀性能，材料设计人员一般会向奥氏体不锈钢中添加一定量的钛或铌，一旦钛或铌添加过量，其在焊接过程中会引起焊接接头脆化，降低材料的塑性和韧性。所以，常规的奥氏体不锈钢很难满足现有工业需求。因此，为了解决上述问题，亟待开发出高耐蚀性高强度的核电奥氏体不锈钢。
[0004]申请号为CN202210848609.9的专利《一种提高超级奥氏体不锈钢耐蚀性的方法》，其重量百分比组成如下：C≤0.02％、Si≤0.5％、Mn≤0.50％、P≤0.03％、S≤0.01％、Ni：18.5％
‑
25.5％、Cu：0.7％
‑
0.8％、N：0.20％
‑
0.35％、Cr：19.5％
‑
22.5％、Mo：4.5％
‑
7.0％、B：0.002％
‑
0.006％，余量为Fe。该专利技术将高钼超级奥氏体不锈钢进行固溶处理后进行水冷，水冷后进行低温保温处理和中温保温处理。采用添加微量B，提升钢的耐腐蚀性能，但是得到的成品尺寸规格小，同时工艺复杂，在使用上具有局限性。
[0005]申请号为CN201811220143.8的专利《奥氏体不锈钢及其制备方法》，按重量百分比计，包括C：0.04％
‑
0.08％、Si：0.5％
‑
1.5％、Mn：1.0％
‑
3.0％、Cr：16％
‑
18％、Ni：8％
‑
10％、Nb：0.50％
‑
1.00％、N：0.02％
‑
0.06％、P≤0.025％、S≤0.010％，(0.5
×
Nb)/(30
×
C+50
×
N)≤0.12，余量为Fe和不可避免的杂质。所述奥氏体不锈钢的制备方法，包括以下步骤：(1)冶炼连铸坯；(2)将所述连铸坯加热至1250
‑
1300℃,保温90
‑
150分钟；(3)对所述连铸坯进行热轧得到热轧板；(4)将所述热轧板加热至1100
‑
1200℃，保温60
‑
90分钟；(5)淬火。本专利技术的奥氏体不锈钢能够在高温条件下长期服役，400
‑
600℃高温屈服及抗拉强度高，完全满足太阳能光热电站熔盐储罐的要求。但难以保证高温性能以及核电应用环境苛刻的耐腐蚀性能要求。
[0006]申请号为CN201510352673.8的专利《一种高氮奥氏体不锈钢强韧化热处理方法》，该方法是对高氮奥氏体不锈钢材料依次进行高温区域的固溶处理、中温区域的时效处理、较高温度区域的球化热处理，使层片状氮化物溶解和球化，获得粒状氮化物，分布在奥氏体的基体中，改变了胞状反应氮化物的片层状结构，形成的粒状氮化物分布于奥氏体基体中，
对高氮奥氏体不锈钢增强或增韧，改善或提高性能。但难以保证钢的耐蚀性能。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种高强韧高耐蚀性核电奥氏体不锈钢及其制造方法，设计一种合金成分配以适当工艺，兼顾奥氏体不锈钢的性能，使其具有高强度、高韧性、高耐蚀性等优异综合性能。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0009]一种高强韧高耐蚀性核电奥氏体不锈钢，其化学成分按重量百分比，包含C：0.05％
‑
0.10％；Si：0.20％
‑
0.30％；Mn：3％
‑
5％；P≤0.020％；S≤0.015％；Ni：20.5％
‑
22.0％；Cr：13.0％
‑
22.0％；Mo：6.85％
‑
7.50％；Cu：0.35％
‑
0.5％；N：0.35％
‑
0.45％，Co：0.20％
‑
0.35％，余量为Fe和不可避免的杂质。
[0010]进一步地，钢的化学成分中Mo+Cr+N：21％
‑
29％；Mo+Cu：7.3％
‑
7.9％；Cr+Co：13.5％
‑
22.0％。
[0011]进一步地，钢板厚度10
‑
100mm，室温屈服强度R
p0.2
达到435MPa以上，抗拉强度R
m
达到748MPa以上；350℃高温拉伸时，屈服强度R
p0.2
达到380MPa以上，抗拉强度R
m
达到686MPa以上。
[0012]进一步地，
‑
40℃低温冲击时，不锈钢冲击功达到250J以上。
[0013]进一步地，在3.5％NaCl溶液中，不锈钢点蚀电位＞0.95V，点蚀当量指数PREN＞60。
[0014]一种高强韧高耐蚀性核电奥氏体不锈钢的制造方法，生产工艺包括：冶炼、连铸、加热、轧制、热处理，其中：
[0015]加热：连铸坯装炉，随炉升温，加热温度1130
‑
1180℃，均热段保温时间4
‑
5h；
[0016]轧制：铸坯开轧温度为1110
‑
1160℃，终轧温度1080
‑
1130℃；轧制前3道次压下率控制在15％
‑
20％；其余各道次压下率5％
‑
10％；轧后钢板采用风冷，钢板终冷温度≤550℃；
[0017]热处理：钢板采用固溶热处理，其中固溶温度1160
‑
1180℃，保温时间1
‑
5h，水冷至室温。
[0018]进一步地，冶炼采用感应炉+LF+RH，感应炉使用工业纯铁、合金共同完成融化和成分的调整，感应炉出钢温度≥1640℃，LF完成对S的控制及夹杂物的去除，RH则进行钢水的真空处理，处理真空度为200
‑
500Pa。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强韧高耐蚀性核电奥氏体不锈钢，其特征在于，钢的化学成分按重量百分比，包含C：0.05％
‑
0.10％；Si：0.20％
‑
0.30％；Mn：3％
‑
5％；P≤0.020％；S≤0.015％；Ni：20.5％
‑
22.0％；Cr：13.0％
‑
22.0％；Mo：6.85％
‑
7.50％；Cu：0.35％
‑
0.5％；N：0.35％
‑
0.45％，Co：0.20％
‑
0.35％，余量为Fe和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的一种高强韧高耐蚀性核电奥氏体不锈钢，其特征在于，Mo+Cr+N：21％
‑
29％；Mo+Cu：7.3％
‑
7.9％；Cr+Co：13.5％
‑
22.0％。3.根据权利要求1所述的一种高强韧高耐蚀性核电奥氏体不锈钢，其特征在于，钢板厚度10
‑
100mm，室温屈服强度R
p0.2
达到435MPa以上，抗拉强度R
m
达到748MPa以上；350℃高温拉伸时，屈服强度R
p0.2
达到380MPa以上，抗拉强度R
m
达到686MPa以上。4.根据权利要求1所述的一种高强韧高耐蚀性核电奥氏体不锈钢，其特征在于，
‑
40℃低温冲击时，冲击功达到250J以上。5.根据权利要求1所述的一种高强韧高耐蚀性核电奥氏体不锈钢，其特征在于，在3.5％NaCl溶液中，点蚀电位＞0.95V，点蚀当量指数PREN＞60。6.一种权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：王爽，颜秉宇，胡海洋，孙殿东，王勇，陈捷，张瀚宁，高天宇，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：