Fe-Cr-Co-W-Mo马氏体耐热钢及其制造方法，其化学组成以重量百分比为：C0.08~0.12,Cr11.0~16.0,Co3.5~10.0,W2.0~5.5,Mo0.3~1.5,V0.1~0.5,Nb0.03~0.15,Cu0.5~1.5,Si≤1.0,Mn≤1.0,N0.04~0.06,B0.002~0.004,余量为Fe和不可避免的杂质。工艺参数为：钢锭开坯温度1150℃，终锻温度≥950℃，开轧温度1150℃，终轧温度≥950℃，正火温度750℃~790℃。本发明专利技术优点在于在高温燃气和蒸汽腐蚀环境中具有优异的高温强度和抗氧化性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于耐热合金
，提供了一种在高温燃气和蒸汽腐蚀环境中具有优异高温强度和抗氧化性能的Fe-Cr-Co-W-Mo马氏体耐热钢。
技术介绍
多年来，冶金和电力行业一直致力于新型耐热钢的研究开发，其中Cr含量为9wt°/Tl2wt%的马氏体耐热钢因具有良好的高温抗螺变断裂能力、抗高温氧化性、抗腐蚀能力以及低的热膨胀系数、高的热导率和相对较低的成本等，填补了低合金钢和奥氏体钢的空白，而成为耐热钢领域的一个重要研发对象。9被% 12被％马氏体耐热钢的发展主要沿着以下两个方向，一是将耐热合金元素Cr的含量逐渐从9wt%提高到13wt%以保证材料高温强度的进一步提闻，同时提闻材料的抗氧化性；~■是添加V、Nb、W、Mo、Co等合金兀素，以提高钢的高温性能，同时提高基体组织以及第二相的稳定性。 常见的9wt% 12wt%Cr马氏体耐热钢有ASME T/P92 (化学成分以重量百分比wt% 计为 CO. 07 O. 13，Si ( O. 50，Mn O. 30 0· 60，P 彡 O. 02，S 彡 O. 01，Cr 8. 50 9· 50，MoO. 30^0. 60, V O. 15 O. 25，Nb O. 04 O. 09，N O. 030^0. 070, Ni ( O. 40, Al ( O. 040, BO. ΟΟΓΟ. 006, W I. 50 2. 00，Fe余量)和ASME Τ/Ρ122 (化学成分以重量百分比wt%计为CO.07 O. 14，Si ( O. 50，Mn ( O. 70，P 彡 O. 02，S 彡 O. 01，Cr 10. 00 12· 50，Mo O. 25 O. 60，V0.15 O. 30，Nb O. 04 O. 10，N O. 04 O. 10，Ni ( O. 50, Al ( O. 04, B O. 0005 O. 005，W1.50^2. 50, Cu O. 30 1. 70，Fe余量)等，其中T/P92主要应用于625°C以下的高温环境，而T/P122虽然能满足650°C下抗氧化性要求，但由于T/P122钢中铁素体形成元素含量高，钢的基体组织中易含有部分δ铁素体，影响了 Τ/Ρ122钢的性能和高温组织稳定性。因此，研发具有优异高温强度、优越的抗氧化性能和抗腐蚀性能的新型9Wt9Tl2Wt%Cr钢是极其必要的。V耐热钢中常见的合金元素有C、Cr、Mo、W、Si、Mn、Ni、Co、Cu、Fe、Nb、V、Al、Ti、B、N等。其中Cr是典型的铁素体形成元素，是耐热钢中抗高温氧化和抗高温腐蚀的主要元素；W、Mo也是铁素体形成元素，一般认为，高铬马氏体耐热钢中添加W能提高其蠕变强度，而Mo能够增加钢的淬透性、降低钢的热脆倾向。Co是一种奥氏体形成元素，该元素加入到耐热钢中，抑制了 δ铁素体的形成，提高合金的高温强度和耐高温腐蚀性能，但是前期对该方面研究重视不够,还没有关于Fe-Cr-Co-W-Mo耐热钢方面研究的报道。此外，Co加入到耐热钢中，打破了传统耐热钢Τ/Ρ92和Τ/Ρ122的相平衡规律，必须重新调整耐热钢中Cr、W和Mo等元素的比例。基于上述情况，我们对Cr含量超过llwt%的耐热钢进行了系统研究，专利技术了一种。
技术实现思路
本专利技术的目的在于通过提高Cr元素的含量，加入一定的Co并调整W和Mo等元素的含量，获得了一种高温强度和抗高温氧化性能等均十分优异的Fe-Cr-Co-W-Mo马氏体耐热钢。为达到上述目的，本专利技术中的Fe-Cr-Co-W-Mo马氏体耐热钢主要由C、Cr、Co、W、Mo、V、Nb、Cu、Si、Mn、N、Fe元素组成，其化学成分以重量百分比(wt%)计为C O. 08 O. 12, Cr11.0^16. O, Co 3. 5^10. O, W 2. 0 5· 5，Mo O. 3 I. 5，V O. Γθ. 5, Nb O. 03 O. 15，CuO.5 I. 5，Si ( I. O, Mn彡I. O, N O. 04 O. 06，B O. 002 O. 004，余量为Fe和不可避免的杂质。本专利技术中的Fe-Cr-Co-W-Mo马氏体耐热钢的制造方法如下将原料按照配比加入真空感应熔炼炉中，将其冶炼成钢水并浇铸成锭；将所得钢锭锻造成方坯，之后在1150°C开坯，去氧化层，去冒口，热锻成截面尺寸为60 X IOOmm的方坯，终锻温度彡950°C ;将所得方坯加热到1150°C开轧，进行多道次热轧，厚度尺寸按照从60mm到45mm，到30mm，到22mm，最后轧制成15_的板材，终轧温度须大于950°C以防止材料开裂。将钢板进行热处理，热处理制度为将终轧板材加热到1030°C 1070°C，保温3(Γ60分钟后空冷或者油冷，然后加热到750°C 790°C，保温I. 5^3小时后，空冷至室温。本专利技术的效果是由于Cr含量的增加，其抗氧化性和耐腐蚀性显著提高；同时由于W含量的增加，马氏体耐热钢的高温蠕变强度也有所提高；此外由于增加了一定含量的Co，而Co为奥氏体元素，能中和因铁素体元素增加而易形成δ -铁素体的倾向，从而进一步提高其高温强度和抗蠕变性能。另外W、Co具有固溶强化等作用，能提高钢的热强性。附图说明图I本专利技术实施例2-1中耐热钢室温拉伸状态下的真应力应变曲线。图2本专利技术实施例2-1中耐热钢650°C空气气氛中的氧化动力学曲线。图3本专利技术实施例2-1中耐热钢1050°C正火、780°C回火后的组织形貌。图4本专利技术实施例2-1中耐热钢室温拉伸断口形貌。 图5本专利技术实施例2-1中耐热钢在650°C空气气氛中氧化IOOOh后的氧化膜表面形貌具体实施例方式以下通过具体实施例对本专利技术进行较为详细的说明，但这些实施例仅为示例性的，对本专利技术不构成任何限制。取所需原料，在真空熔炼炉中熔炼，调节各元素的含量使其重量百分比如表1，并控制杂质元素的含量尽量低。表I本专利技术实施例的化学成分/wt%C CV~CoWV NbQl SiN B实施例 I 0.110 13.0 3.5 2.22 0.55 0.25 0.03 0.78 0.35 0.45 0.048 0.0025 余量实施例 2 0.097 12.5 5.3 2.28 0.56 0.22 0.04 0.67 0.40 0.30 0,043 0,0028 余量实施例 3 0.090 13,5 6.5 3.18 0.56 I)’3 0.05 0.83 0.45 0.40 0,051 0,0022 余量实施例1 3的制造工艺及相应hMlW的力学性能见表2。表2本专利技术实施例的制造工艺权利要求1.一种Fe-Cr-Co-W-Mo马氏体耐热钢，其特征是化学成分以重量百分比计为CO. 08 O. 12，Cr 11. 0^16. O, Co 3. 5 10. 0，W 2. 0 5· 5，Mo O. 3 I. 5，V O. Γθ. 5, NbO.03 O. 15，Cu O. 5 I. 5，Si ( I. O, Mn ^ I. O, N O. 04 O. 06，B O. 002 O. 004，余量为Fe和不可避免的杂质。2.根据权利要求I所述的Fe-Cr-Co-W-Mo马氏体耐热钢的制造方法，其特征是制造工艺包括如下步骤将原料按设计好本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Fe？Cr？Co？W？Mo马氏体耐热钢，其特征是化学成分以重量百分比计为：C？0.08~0.12,？Cr？11.0~16.0,？Co？3.5~10.0,？W？2.0~5.5,？Mo？0.3~1.5,？V？0.1~0.5,？Nb？0.03~0.15,？Cu？0.5~1.5,？Si？≤1.0,？Mn？≤1.0,？N？0.04~0.06,？B？0.002~0.004,？余量为Fe和不可避免的杂质。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：惠希东，王树申，常丽，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：
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