CN110106436A - 一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢及其制备方法，钢的成分以重量百分比计为：C：0.07～0.14％、Si：0.20～0.45％、Mn：0.30～0.65％、Cr：10.0～11.50％、W：1.50～2.50％、V：0.15～0.3％、Nb：0.04～0.10％、Co：2.50～3.50％、Mo：0.25～0.60％、Ni：0.20～0.50％、N：0.040～0.100％、Cu：0.30～1.70％、B：0.0005～0.005％、P≤0.015％、S≤0.008％，其余部分为Fe及杂质。制备方法包括如下步骤：(1)铸锭过程；(2)加热过程；(3)热轧过程；(4)热处理；(5)冷却。本发明的有益效果是：可以提升最高使用温度，提高最高蒸汽运行温度，具有优异的强韧性、耐高温持久强度、抗蒸汽氧化腐蚀性能、抗氧化性能和抗蠕变断裂强度，能够满足超临界和超超临界火电机组过热器管、主热蒸汽管道、再热器等高温承压部件对高温高压苛刻服役环境下的性能要求。

Description

一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢及其制备方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，尤其涉及一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢及其制备方法。
背景技术
在高温长期服役过程中，需要使用大量高性能锅炉用钢，作为超临界和超超临界火电机组过热器管、主热蒸汽管道、再热器等高温承压的主选材料。由于在服役过程中需要承受耐高温高压蒸汽腐蚀苛刻的情况，而在高温和应力作用下，现有的火电机组用锅炉用钢的微观组织，力学性能及耐热性能都会发生缓慢的变化，伴随出现蠕变、腐蚀等现象。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢及其制备方法，使锅炉用钢性能更加优异，显著延长服役时间，易于工业化生产。
一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢，其特征在于，所述钢的成分以重量百分比计为：C： 0.07～0.14％、Si：0.20～0.45％、Mn：0.30～0.65％、Cr：10.0～11.50％、W：1.50～2.50％、V： 0.15～0.3％、Nb：0.04～0.10％、Co：2.50～3.50％、Mo：0.25～0.60％、Ni：0.20～0.50％、N：0.040～0.100％、Cu：0.30～1.70％、B：0.0005～0.005％、P≤0.015％、S≤0.008％，其余部分为Fe及杂质。
所述的一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢，其中钢的成分以重量百分比计为：C：0.08～0.12％、Si：0.22～0.42％、Mn：0.34～0.60％和Cr：10.5～11.20％。
所述的一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢，其中钢的成分以重量百分比计为：W：1.56～2.44％、V：0.19～0.26％、Nb：0.05～0.08％和Co：2.62～3.34％。
所述的一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢，其中钢的成分以重量百分比计为：Mo：0.31～ 0.55％、Ni：0.22～0.44％、N：0.048～0.078％和Cu：0.42～1.62％。
所述的一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢，其中钢的成分以重量百分比计为：B：0.0009～0.0046％、P：0.009～0.012％和S：0.004～0.008％。
所述的一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢，其中钢的屈服强度≥400MPa，抗拉强度≥620MPa，延伸率≥20％。
所述的一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢，其中钢的显微组织95％以上为回火马氏体。
所述的一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢的制备方法，包括如下步骤：
(1)铸锭过程：
按照一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢的成分以重量百分比，进行冶炼并浇铸成连铸圆管坯；
(2)加热过程：
将连铸圆管坯加热，加热至1240℃～1280℃，保温4～8h；
(3)热轧过程：
将加热后的连铸圆管坯在1100～1200℃温度下进行穿孔，之后在950～1130℃温度下进行连轧，连轧后进行减径，减径温度为850～950℃，随后缓慢冷却，得到耐热钢管；
(4)热处理：
将耐热钢管进行正火与回火热处理，将温度加热至1030～1090℃进行正火，保温2h～4h 后空冷至室温，之后加热至740～790℃进行回火，保温3h～6h后冷却至室温，得到耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢。
所述的一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢的制备方法，其中铸锭过程中的冶炼，是先后通过转炉、LF炉和RH炉进行处理。
所述的一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢的制备方法，所述步骤(2)的加热过程采用环形炉，所述步骤(3)的连轧过程采用连续轧管机组，所述步骤(4)正火与回火热处理过程采用高温箱式电阻炉。
本发明的有益效果是：将W替代部分Mo元素，W-Co复合添加强化效果能促使锅炉用钢性能更加优异，可以提升最高使用温度；添加少量N、Cu和B，可提高最高蒸汽运行温度；进一步提升Cr含量，同时添加Cu以避免过多δ铁素体的形成；以Co替代Mo，Co能有效防止δ铁素体生成，有效降低了高温穿孔过程δ铁素体含量。本发明具有优异的强韧性、耐高温持久强度、抗蒸汽氧化腐蚀性能、抗氧化性能和抗蠕变断裂强度，能够满足超临界和超超临界火电机组过热器管、主热蒸汽管道、再热器等高温承压部件对高温高压苛刻服役环境下的性能要求。
附图说明
图1为本发明制备的一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢热处理后的金相显微组织图。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明的技术方案和效果作详细描述。
以下实施例中观测金相组织的设备为徕卡LEICA DMIRM金相显微镜；金相腐蚀试剂由 47.5wt％HCl、5wt％HNO3及47.5wt％H2O组成，实验温度为室温；拉伸试验中，室温及高温拉伸按照GB/T228-2010在WDW-300电子拉伸试验机上进行；高温氧化试验中，按照HB5258－2000《钢及高温合金抗氧化性能测定试验方法》，将试验温度设定为650℃，腐蚀周期设为50h，来测量试片质量。
实施例1
一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢，所述钢的成分以重量百分比计为：C：0.08％、Si： 0.22％、Mn：0.34％、Cr：10.5％、W：1.56％、V：0.19％、Nb：0.05％、Co：2.62％、Mo：0.31％、Ni：0.22％、N：0.048％、Cu：0.42％、B：0.0009％、P：0.012％、S：0.004％，其余部分为Fe及杂质。
一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢的制备方法，包括如下步骤：
(1)铸锭过程：
按照一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢的成分以重量百分比，先后通过转炉、LF炉和 RH炉进行冶炼并浇铸成连铸圆管坯；
(2)加热过程：
将连铸圆管坯放入环形炉中加热，加热至1270℃，保温8h，确保连铸圆管坯烧透，使其组织成分均匀；
(3)热轧过程：
将加热后的连铸圆管坯在1180℃温度下进行穿孔，之后在1020～1050℃温度下，通过连续轧管机组进行连轧，连轧后进行减径，减径温度为920～950℃，随后缓慢冷却，得到耐热钢管。
(4)热处理：
将耐热钢管进行正火与回火热处理，该过程采用高温箱式电阻炉，将温度加热至1080℃进行正火，保温2h后空冷至室温，随后加热至760℃进行回火，保温3h后冷却至室温，即获得耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢。
所述锅炉用钢的金相显微组织如图1所示，为回火马氏体；其屈服强度为668MPa，抗拉强度为861MPa，延伸率为22.4％。
高温拉伸实验在200、300、400、500、600、700℃不同温度条件下，抗拉强度分别为839、 814、853、840、605、272MPa，延伸率分别为23.2％、22.6％、20.2％、24.8％、34.4％、40.2％。耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢显示出了良好的耐高温持久强度。
高温氧化实验中，在650℃的温度条件下，经50h氧化后，增重产物未出现明显脱落现象，其中，经4h氧化后呈近线性缓慢氧化阶段，氧化速度常数为3.07×10-6mg2·mm-4·min-1，氧化产物主要为Fe2O3和Fe3O4的连续致密氧化物薄膜，氧化层附着性较强，显示出了较好的抗氧化腐蚀性能。
实施例2
一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢，所述钢的成分以重量百分比计为：C：0.11％、Si： 0.35％、Mn：0.48％、Cr：11.1％、W：2.10％、V：0.22％、Nb：0.07％、Co：3.20％、Mo：0.42％、Ni：0.35％、N：0.06％、Cu：1.21％、B：0.0035％、P：0.012％、S：0.008％，其余部分为Fe及杂质。
一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢的制备方法，包括如下步骤：
(1)铸锭过程：
按照一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢的成分以重量百分比，先后通过转炉、LF炉和 RH炉进行冶炼并浇铸成连铸圆管坯；
(2)加热过程：
将连铸圆管坯放入环形炉中加热，加热至1230℃，保温6h，确保连铸圆管坯烧透，使其组织成分均匀；
(3)热轧过程：
将加热后的连铸圆管坯在1150℃温度下进行穿孔，之后在980～1020℃温度下，通过连续轧管机组进行连轧，连轧后进行减径，减径温度为850～920℃，随后缓慢冷却，得到耐热钢管。
(4)热处理：
将耐热钢管进行正火与回火热处理，该过程采用高温箱式电阻炉，将温度加热至1090℃进行正火，保温2h后空冷至室温，随后加热至750℃进行回火，保温3h后冷却至室温，即获得耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢。
所述锅炉用钢的金相显微组织如图1所示，为回火马氏体；其屈服强度为676MPa，抗拉强度为878MPa，延伸率为22.6％。
高温拉伸实验在200、300、400、500、600、700℃不同温度条件下，抗拉强度分别为842、 808、858、834、615、266MPa，延伸率分别为22.4％、23.6％、22.4％、22.8％、33.8％、38.4％。耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢显示出了良好的耐高温持久强度。
高温氧化实验中，在650℃的温度条件下，经50h氧化后，增重产物未出现明显脱落现象，其中，经4h氧化后呈近线性缓慢氧化阶段，氧化速度常数为3.07×10-6mg2·mm-4·min-1，氧化产物主要为Fe2O3和Fe3O4的连续致密氧化物薄膜，氧化层附着性较强，显示出了较好的抗氧化腐蚀性能。
实施例3
一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢，所述钢的成分以重量百分比计为：C：0.12％、Si： 0.42％、Mn：0.60％、Cr：11.20％、W：2.44％、V：0.26％、Nb：0.08％、Co：3.34％、Mo：0.55％、Ni：0.44％、N：0.078％、Cu：1.62％、B：0.0046％、P：0.009％、S：0.006％，其余部分为Fe及杂质。
一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢的制备方法，包括如下步骤：
(1)铸锭过程：
按照一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢的成分以重量百分比，先后通过转炉、LF炉和 RH炉进行冶炼并浇铸成连铸圆管坯；
(2)加热过程：
将连铸圆管坯放入环形炉中加热，加热至1260℃，保温4h，确保连铸圆管坯烧透，使其组织成分均匀；
(3)热轧过程：
将加热后的连铸圆管坯在1200℃温度下进行穿孔，之后在1100～1130℃温度下，通过连续轧管机组进行连轧，连轧后进行减径，减径温度为850～880℃，随后缓慢冷却，得到耐热钢管。
(4)热处理：
将耐热钢管进行正火与回火热处理，该过程采用高温箱式电阻炉，将温度加热至1030℃进行正火，保温2h后空冷至室温，随后加热至740℃进行回火，保温3h后冷却至室温，即获得耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢。
所述锅炉用钢的金相显微组织如图1所示，为回火马氏体；其屈服强度为649MPa，抗拉强度为822MPa，延伸率为21.2％。
高温拉伸实验在200、300、400、500、600、700℃不同温度条件下，抗拉强度分别为819、 802、826、809、582、234MPa，延伸率分别为20.6％、20.8％、21.4％、22.6％、32.8％、37.6％。耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢显示出了良好的耐高温持久强度。
高温氧化实验中，在650℃的温度条件下，经50h氧化后，增重产物未出现明显脱落现象，其中，经4h氧化后呈近线性缓慢氧化阶段，氧化速度常数为3.07×10-6mg2·mm-4·min-1，氧化产物主要为Fe2O3和Fe3O4的连续致密氧化物薄膜，氧化层附着性较强，显示出了较好的抗氧化腐蚀性能。
实施例4
一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢，所述钢的成分以重量百分比计为：C：0.07％、Si： 0.20％、Mn：0.30％、Cr：10.0％、W：1.50％、V：0.15％、Nb：0.04％、Co：2.50％、Mo：0.25％、Ni：0.20％、N：0.040％、Cu：0.30％、B：0.0005％、P：0.001％、S：0.002％，其余部分为Fe及杂质。
一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢的制备方法，包括如下步骤：
(1)铸锭过程：
按照一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢的成分以重量百分比，先后通过转炉、LF炉和 RH炉进行冶炼并浇铸成连铸圆管坯；
(2)加热过程：
将连铸圆管坯放入环形炉中加热，加热至1240℃，保温3h，确保连铸圆管坯烧透，使其组织成分均匀；
(3)热轧过程：
将加热后的连铸圆管坯在1100℃温度下进行穿孔，之后950～980℃温度下，通过连续轧管机组进行连轧，连轧后进行减径，减径温度为860～910℃，随后缓慢冷却，得到耐热钢管。
(4)热处理：
将耐热钢管进行正火与回火热处理，该过程采用高温箱式电阻炉，将温度加热至1040℃进行正火，保温2h后空冷至室温，随后加热至740℃进行回火，保温4h后冷却至室温，即获得耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢。
所述锅炉用钢的金相显微组织如图1所示，为回火马氏体；其屈服强度为672MPa，抗拉强度为859MPa，延伸率为21.9％。
高温拉伸实验在200、300、400、500、600、700℃不同温度条件下，抗拉强度分别为845、 810、856、838、608、269MPa，延伸率分别为22.8％、23.2％、21.8％、23.4％、34.2％、39.6％。耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢显示出了良好的耐高温持久强度。
高温氧化实验中，在650℃的温度条件下，经50h氧化后，增重产物未出现明显脱落现象，其中，经4h氧化后呈近线性缓慢氧化阶段，氧化速度常数为3.07×10-6mg2·mm-4·min-1，氧化产物主要为Fe2O3和Fe3O4的连续致密氧化物薄膜，氧化层附着性较强，显示出了较好的抗氧化腐蚀性能。
实施例5
一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢，所述钢的成分以重量百分比计为：C：0.09％、Si：0.24％、Mn：0.38％、Cr：10.3％、W：1.73％、V：0.17％、Nb：0.06％、Co：2.71％、Mo：0.30％、Ni：0.27％、N：0.057％、Cu：0.71％、B：0.0017％、P：0.006％、S：0.003％，其余部分为Fe及杂质。
一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢的制备方法，包括如下步骤：
(1)铸锭过程：
按照一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢的成分以重量百分比，先后通过转炉、LF炉和 RH炉进行冶炼并浇铸成连铸圆管坯；
(2)加热过程：
将连铸圆管坯放入环形炉中加热，加热至1250℃，保温7h，确保连铸圆管坯烧透，使其组织成分均匀；
(3)热轧过程：
将加热后的连铸圆管坯在1130℃温度下进行穿孔，之后970～1000℃温度下，通过连续轧管机组进行连轧，连轧后进行减径，减径温度为860～920℃，随后缓慢冷却，得到耐热钢管。
(4)热处理：
将耐热钢管进行正火与回火热处理，该过程采用高温箱式电阻炉，将温度加热至1050℃进行正火，保温3h后空冷至室温，随后加热至770℃进行回火，保温5h后冷却至室温，即获得耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢。
所述锅炉用钢的金相显微组织如图1所示，为回火马氏体；其屈服强度为656MPa，抗拉强度为871MPa，延伸率为22.5％。
高温拉伸实验在200、300、400、500、600、700℃不同温度条件下，抗拉强度分别为841、 812、855、836、611、267MPa，延伸率分别为23.0％、22.8％、21.4％、23.8％、34.0％、38.6％。耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢显示出了良好的耐高温持久强度。
高温氧化实验中，在650℃的温度条件下，经50h氧化后，增重产物未出现明显脱落现象，其中，经4h氧化后呈近线性缓慢氧化阶段，氧化速度常数为3.07×10-6mg2·mm-4·min-1，氧化产物主要为Fe2O3和Fe3O4的连续致密氧化物薄膜，氧化层附着性较强，显示出了较好的抗氧化腐蚀性能。
实施例6
一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢，所述钢的成分以重量百分比计为：C：0.10％、Si： 0.26％、Mn：0.50％、Cr：10.7％、W：1.98％、V：0.20％、Nb：0.08％、Co：2.93％、Mo：0.47％、Ni：0.31％、N：0.081％、Cu：0.93％、B：0.0021％、P：0.008％、S：0.005％，其余部分为Fe及杂质。
一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢的制备方法，包括如下步骤：
(1)铸锭过程：
按照一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢的成分以重量百分比，先后通过转炉、LF炉和 RH炉进行冶炼并浇铸成连铸圆管坯；
(2)加热过程：
将连铸圆管坯放入环形炉中加热，加热至1260℃，保温5h，确保连铸圆管坯烧透，使其组织成分均匀；
(3)热轧过程：
将加热后的连铸圆管坯在1160℃温度下进行穿孔，之后990～1030℃温度下，通过连续轧管机组进行连轧，连轧后进行减径，减径温度为870～920℃，随后缓慢冷却，得到耐热钢管。
(4)热处理：
将耐热钢管进行正火与回火热处理，该过程采用高温箱式电阻炉，将温度加热至1070℃进行正火，保温3h后空冷至室温，随后加热至780℃进行回火，保温5h后冷却至室温，即获得耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢。
所述锅炉用钢的金相显微组织如图1所示，为回火马氏体；其屈服强度为663MPa，抗拉强度为847MPa，延伸率为21.7％。
高温拉伸实验在200、300、400、500、600、700℃不同温度条件下，抗拉强度分别为835、 805、847、828、598、245MPa，延伸率分别为22.2％、22.4％、20.8％、22.4％、33.4％、37.2％。耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢显示出了良好的耐高温持久强度。
高温氧化实验中，在650℃的温度条件下，经50h氧化后，增重产物未出现明显脱落现象，其中，经4h氧化后呈近线性缓慢氧化阶段，氧化速度常数为3.07×10-6mg2·mm-4·min-1，氧化产物主要为Fe2O3和Fe3O4的连续致密氧化物薄膜，氧化层附着性较强，显示出了较好的抗氧化腐蚀性能。
实施例7
一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢，所述钢的成分以重量百分比计为：C：0.13％、Si： 0.33％、Mn：0.63％、Cr：11.0％、W：2.35％、V：0.28％、Nb：0.09％、Co：3.17％、Mo：0.53％、Ni：0.48％、N：0.090％、Cu：1.57％、B：0.0038％、P：0.013％、S：0.007％，其余部分为Fe及杂质。
一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢的制备方法，包括如下步骤：
(1)铸锭过程：
按照一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢的成分以重量百分比，先后通过转炉、LF炉和 RH炉进行冶炼并浇铸成连铸圆管坯；
(2)加热过程：
将连铸圆管坯放入环形炉中加热，加热至1270℃，保温4h，确保连铸圆管坯烧透，使其组织成分均匀；
(3)热轧过程：
将加热后的连铸圆管坯在1170℃温度下进行穿孔，之后1000～1040℃温度下，通过连续轧管机组进行连轧，连轧后进行减径，减径温度为880～940℃，随后缓慢冷却，得到耐热钢管。
(4)热处理：
将耐热钢管进行正火与回火热处理，该过程采用高温箱式电阻炉，将温度加热至1060℃进行正火，保温4h后空冷至室温，随后加热至760℃进行回火，保温6h后冷却至室温，即获得耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢。
所述锅炉用钢的金相显微组织如图1所示，为回火马氏体；其屈服强度为659MPa，抗拉强度为863MPa，延伸率为22.3％。
高温拉伸实验在200、300、400、500、600、700℃不同温度条件下，抗拉强度分别为826、 806、835、816、587、237MPa，延伸率分别为21.2％、21.4％、20.6％、23.6％、32.4％、39.2％。耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢显示出了良好的耐高温持久强度。
高温氧化实验中，在650℃的温度条件下，经50h氧化后，增重产物未出现明显脱落现象，其中，经4h氧化后呈近线性缓慢氧化阶段，氧化速度常数为3.07×10-6mg2·mm-4·min-1，氧化产物主要为Fe2O3和Fe3O4的连续致密氧化物薄膜，氧化层附着性较强，显示出了较好的抗氧化腐蚀性能。
实施例8
一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢，所述钢的成分以重量百分比计为：C：0.14％、Si： 0.45％、Mn：0.65％、Cr：11.5％、W：2.50％、V：0.30％、Nb：0.10％、Co：3.50％、Mo：0.60％、Ni：0.50％、N：0.10％、Cu：1.70％、B：0.005％、P：0.015％、S：0.008％，其余部分为Fe及杂质。
一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢的制备方法，包括如下步骤：
(1)铸锭过程：
按照一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢的成分以重量百分比，先后通过转炉、LF炉和 RH炉进行冶炼并浇铸成连铸圆管坯；
(2)加热过程：
将连铸圆管坯放入环形炉中加热，加热至1280℃，保温8h，确保连铸圆管坯烧透，使其组织成分均匀；
(3)热轧过程：
将加热后的连铸圆管坯在1200℃温度下进行穿孔，之后1090～1120℃温度下，通过连续轧管机组进行连轧，连轧后进行减径，减径温度为900～930℃，随后缓慢冷却，得到耐热钢管。
(4)热处理：
将耐热钢管进行正火与回火热处理，该过程采用高温箱式电阻炉，将温度加热至1090℃进行正火，保温4h后空冷至室温，随后加热至790℃进行回火，保温6h后冷却至室温，即获得耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢。
所述锅炉用钢的金相显微组织如图1所示，为回火马氏体；其屈服强度为670MPa，抗拉强度为834MPa，延伸率为22.1％。
高温拉伸实验在200、300、400、500、600、700℃不同温度条件下，抗拉强度分别为823、 816、833、823、601、258MPa，延伸率分别为20.8％、21.2％、21.8％、24.4％、34.2％、38.4％。耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢显示出了良好的耐高温持久强度。
高温氧化实验中，在650℃的温度条件下，经50h氧化后，增重产物未出现明显脱落现象，其中，经4h氧化后呈近线性缓慢氧化阶段，氧化速度常数为3.07×10-6mg2·mm-4·min-1，氧化产物主要为Fe2O3和Fe3O4的连续致密氧化物薄膜，氧化层附着性较强，显示出了较好的抗氧化腐蚀性能。

Claims (10)

1.一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢，其特征在于，所述钢的成分以重量百分比计为：C：0.07～0.14％、Si：0.20～0.45％、Mn：0.30～0.65％、Cr：10.0～11.50％、W：1.50～2.50％、V：0.15～0.3％、Nb：0.04～0.10％、Co：2.50～3.50％、Mo：0.25～0.60％、Ni：0.20～0.50％、N：0.040～0.100％、Cu：0.30～1.70％、B：0.0005～0.005％、P≤0.015％、S≤0.008％，其余部分为Fe及杂质。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢，其特征在于，所述钢的成分以重量百分比计为：C：0.08～0.12％、Si：0.22～0.42％、Mn：0.34～0.60％和Cr：10.5～11.20％。
3.根据权利要求1或2所述的一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢，其特征在于，所述钢的成分以重量百分比计为：W：1.56～2.44％、V：0.19～0.26％、Nb：0.05～0.08％和Co：2.62～3.34％。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢，其特征在于，所述钢的成分以重量百分比计为：Mo：0.31～0.55％、Ni：0.22～0.44％、N：0.048～0.078％和Cu：0.42～1.62％。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢，其特征在于，所述钢的成分以重量百分比计为：B：0.0009～0.0046％、P：0.009～0.012％和S：0.004～0.008％。
6.根据权利要求1～5中任意一项所述的一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢，其特征在于，所述钢的屈服强度≥400MPa，抗拉强度≥620MPa，延伸率≥20％。
7.根据权利要求1～5中任意一项所述的一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢，其特征在于，所述钢的显微组织95％以上为回火马氏体。
8.权利要求1所述的一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)铸锭过程：
按照一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢的成分以重量百分比，进行冶炼并浇铸成连铸圆管坯；
(2)加热过程：
将连铸圆管坯加热，加热至1240～1280，℃保温4～8h；
(3)热轧过程：
将加热后的连铸圆管坯在1100～1200℃温度下进行穿孔，之后在950～1130℃温度下进行连轧，连轧后进行减径，减径温度为850～950℃，随后缓慢冷却，得到耐热钢管；
(4)热处理：
将耐热钢管进行正火与回火热处理，将温度加热至1030～1090℃进行正火，保温2h～4h后空冷至室温，之后加热至740～790℃进行回火，保温3h～6h后冷却至室温，得到耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢。
9.根据权利要求8所述的一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢的制备方法，其特征在于，所述铸锭过程中的冶炼，是先后通过转炉、LF炉和RH炉进行处理。
10.根据权利要求8所述的一种耐高温耐蒸汽耐腐蚀锅炉用钢的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)的加热过程采用环形炉，所述步骤(3)的连轧过程采用连续轧管机组，所述步骤(4)正火与回火热处理过程采用高温箱式电阻炉。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022021816A1 (zh) * 2020-07-30 2022-02-03 上海电气电站设备有限公司 一种钢管和铸件用耐热钢
CN115198208A (zh) * 2022-07-05 2022-10-18 马鞍山钢铁股份有限公司 一种耐热兼耐蚀冷镦钢及其热处理方法、生产方法和应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1509342A (zh) * 2001-04-04 2004-06-30 V&M������˾ 高温下使用的钢和钢管
CN101668872A (zh) * 2007-03-05 2010-03-10 丹麦科技大学 Z-相强化的马氏体抗蠕变钢
CN102864379A (zh) * 2012-10-08 2013-01-09 北京科技大学 Fe-Cr-Co-W-Mo马氏体耐热钢及其制造方法
JP2017066505A (ja) * 2015-10-02 2017-04-06 新日鐵住金株式会社 疲労特性と成形性に優れた高強度鋼板およびその製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1509342A (zh) * 2001-04-04 2004-06-30 V&M������˾ 高温下使用的钢和钢管
CN101668872A (zh) * 2007-03-05 2010-03-10 丹麦科技大学 Z-相强化的马氏体抗蠕变钢
CN102864379A (zh) * 2012-10-08 2013-01-09 北京科技大学 Fe-Cr-Co-W-Mo马氏体耐热钢及其制造方法
JP2017066505A (ja) * 2015-10-02 2017-04-06 新日鐵住金株式会社 疲労特性と成形性に優れた高強度鋼板およびその製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022021816A1 (zh) * 2020-07-30 2022-02-03 上海电气电站设备有限公司 一种钢管和铸件用耐热钢
CN115198208A (zh) * 2022-07-05 2022-10-18 马鞍山钢铁股份有限公司 一种耐热兼耐蚀冷镦钢及其热处理方法、生产方法和应用
CN115198208B (zh) * 2022-07-05 2023-08-11 马鞍山钢铁股份有限公司 一种耐热兼耐蚀冷镦钢及其热处理方法、生产方法和应用

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