用于实验堆平台工程套管壳的不锈钢及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种用于实验堆平台工程套管壳的不锈钢及其制备方法，所述不锈钢以重量百分比计，包括如下元素：

【技术实现步骤摘要】
用于实验堆平台工程套管壳的不锈钢及其制备方法


[0001]本专利技术涉及钢材制备领域，具体涉及一种用于实验堆平台工程套管壳的不锈钢及其制备方法
。

技术介绍

[0002]核电铸钢件产品在安全性能上要求高，其根据使用工况，往往需要一些特定的要求
。CF8
材料是一种铬镍不锈钢，具有良好的铸造性能和焊接性能，优异的耐腐蚀性能和抗高温性能，广泛应用于化工
、
石化
、
化肥
、
纸浆
、
造纸
、
核电等行业
。
实验堆平台工程套管壳是反应堆冷却剂系统的重要组成部分，是一回路承压边界的组成部分，与反应堆冷却剂泵构成了主泵进出口的双层流道，是实现一回路紧凑布置的关键结构
。
用于封闭高温
、
高压和带强放射性的冷却剂，对反应堆安全和正常运行起保障作用
。
对于所使用的材料，要求强度高
、
塑韧性好
、
热强性高，抗辐照性能和抗腐蚀性强
、
与冷却剂相容性好；纯净度高
、
夹杂物少
、Co
含量尽量低
。
其中，需要控制
Co
含量和非金属夹杂物含量，常规中频炉熔炼方案满足不了此要求；其要求较高的
350℃
高温拉伸测试的抗拉强度，远高于同类法标材料
M3402 Z3CN20
‑
09M
的接收值，不易满足
。
此外，限制较低的铁素体含量上限，相比
M3402 Z3CN20
‑
09M
的材料上限的要求
25
％减少过多；要求
ASTM A262 E
法晶间腐蚀试验前试样需进行敏化处理，一般超低碳
(C≤0.03
％
)
不锈钢材料敏化处理后腐蚀测试才能合格，而
CF8
材料属于高碳
(C≤0.08
％
)
不锈钢，为使腐蚀测试合格，必须把材料中的碳元素控低；由于铁素体含量越高，强度会越高，碳是增加高温强度的元素，铁素体含量和晶间腐蚀敏化处理的特殊要求增加了高温强度实现的难度
。

技术实现思路

[0003]因此，本专利技术要解决的技术问题在于现有技术中为了应用于实验堆平台工程套管壳，难以在满足特殊要求的同时保证抗拉强度的问题，从而提供一种用于实验堆平台工程套管壳的不锈钢及其制备方法
。
[0004]为此，本专利技术采用如下技术方案：
[0005]本专利技术提供一种用于实验堆平台工程套管壳的不锈钢，以重量百分比计，包括如下元素：
:C
：
0.025
％～
0.035
％，
Si
：
1.10
％～
1.35
％，
Mn
：
1.10
％～
1.45
％，
P≤0.025
％，
S≤0.010
％，
Cr
：
20.0
％～
20.5
％，
Ni
：
9.10
％～
9.55
％，
Mo≤0.10
％，
Co≤0.05
％，
N
：
0.06
％～
0.08
％，余量为
Fe
和不可避免的杂质
。
[0006]本专利技术还提供上述不锈钢的制备方法，包括制备模型，熔炼
、
浇注和热处理
。
[0007]进一步地，熔炼时间为
1.5
‑
2h。
[0008]浇注前，出钢温度制
1580℃
～
1620℃
，包内温度
1550℃
～
1590℃
，包内镇静
5min
后开始浇注
。
[0009]浇注速度为
20
～
50kg/s。
[0010]所述模型为砂模
。
砂模应该坚固无破损，耐钢水冲刷，否则会有砂子进入钢水中，
等凝固后会保留在铸件中，大块的形成夹砂缺陷，小砂粒形成微观的非金属夹杂物缺陷
。
还要硬透性好，防止放置过程中产生变形
。
故需控制其起模强度，6小时强度，烘烤后的强度
。
砂模与钢水接触的表面应耐火度高，防止烧结在铸件表面产生粘砂，故需涂上耐火度更高的涂料，把砂子与钢水隔绝开
。
砂模与钢水接触的表面应含水量低，否则当水份遇到高温的钢水会气化进入钢水中，形成气孔缺陷
。
故需要进行烘烤，减少含水量
。
[0011]熔炼中还包括打渣和脱氧的步骤
。
[0012]所述热处理为在
1090
±
15℃
下保温
3.5h
以上
。
[0013]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0014](1)
本专利技术提供了一种特定元素配比的不锈钢，其中各元素的作用如下：
[0015]碳含量：由于晶间腐蚀测试，试样腐蚀前需进行敏化处理，敏化处理温度为碳与铬析出物析出的最快温度区间，会最大程度的促使生成
Cr
23
C6，降低不锈钢的耐腐蚀性，故需把碳含量控低
。
碳又是增加强度的主要元素，不能过低，当碳含量为
0.025
％～
0.035
％时效果最佳
。
[0016]硅元素：硅是提高强度的元素，但硅又是主要的铁素体形成元素，故硅不能太低或太高，当硅含量为
1.10
％～
1.35
％时效果最佳
。
[0017]锰元素：锰对奥氏体不锈钢强度的影响不显著，但锰是奥氏体形成元素，为调节铁素体含量，当锰含量为
1.10
％～
1.45
％时效果最佳
。
[0018]铬元素：铬是奥氏体不锈钢中最主要的抗腐蚀元素，提高铬含量对奥氏体不锈钢的耐晶间腐蚀是有益的，故把铬含量往上限范围控制
。
铬对强度的影响主要是通过改变组织来实现的，铬是铁素体形成元素，其含量增加后，铁素体含量会增多，强度也随之增加
。
当铬含量为
20.0
％～
20.5
％时效果最佳
。
[0019]镍元素：镍是奥氏体形成元素，能减少铁素体含量，其对强度的影响也是通过改变组织来实现的，其含量增加后，铁素体含量会减少，强度也随之降低
。
为调节铁素体含量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于实验堆平台工程套管壳的不锈钢，其特征在于，以重量百分比计，包括如下元素：
C
：
0.025
％～
0.035
％，
Si
：
1.10
％～
1.35
％，
Mn
：
1.10
％～
1.45
％，
P≤0.025
％，
S≤0.010
％，
Cr
：
20.0
％～
20.5
％，
Ni
：
9.10
％～
9.55
％，
Mo≤0.10
％，
Co≤0.05
％，
N
：
0.06
％～
0.08
％，余量为
Fe
和不可避免的杂质
。2.
权利要求1所述的不锈钢的制备方法，其特征在于，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔申涛，闫士伟，刘勇刚，张承对，
申请(专利权)人：纽威工业材料苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：