[发明专利]一种高持久强度抗蒸汽腐蚀的奥氏体耐热钢的制备方法

说明书

本发明涉及一种奥氏体耐热钢的制备方法，属于奥氏体耐热钢技术领域。该方法依次包括配料、吹氧脱碳、还原、出钢、钢包精炼、浇铸、开坯与热轧等工艺步骤。本发明钢种SP22/15相比22/15奥氏体耐热钢具有相似的含镍量和含铬量，但具有更好的高温持久强度和抗高温蒸汽腐蚀性，从而使得本发明钢种相比22/15奥氏体耐热钢具有更好的市场前景。本发明可以全面替代22/15奥氏体耐热钢，并且还能适应22/15奥氏体耐热钢不能适应的一些苛刻条件，比如在650℃35MPa的高温高压蒸汽环境下正常工作，并保持良好的冲击韧性。

技术领域

本发明涉及一种奥氏体耐热钢的制备方法，尤其涉及一种高持久强度抗蒸汽腐蚀的奥氏体耐热钢的制备方法。

背景技术

为了提高燃煤的转化效率，耐高热的系统建设就成为了重要的突破口，尤其体现在600℃超超临界锅炉用高温材料的研究。我国于2006年12月第一台600℃超超临界燃煤发电机组投入运行，各项指标均已达到国际先进标准。此后我国大力发展600℃超超临界机组，至今已超过100台机组投产，在世界超超临界燃煤发电机组总量上占绝对优势。

当前，更高设计参数31MPa，600℃/620℃/620℃的高压锅炉已经问世。中国电力顾问集团公司准备开发35MPa等级（32-38MPa），650℃等级（630-670℃）的新型高效超超临界机组。这将更大程度地提高火力发电时燃煤的转化效率。而高持久强度抗蒸汽腐蚀的奥氏体耐热钢就成为了需要重点突破的耐热材料。

而目前广泛使用的三种耐热不锈钢分别是TP347H、Super304H和HR3C。TP347H为18Cr-9Ni-Nb，Super304H为18Cr-9Ni-3Cu-0.5Nb-N，HR3C为25Cr-20Ni-Nb-N。在650℃下累积试验105小时，TP347H、Super304H和HR3C的持久强度分别为89.6Mpa、104MPa和98.1MPa。Super304H在650℃下的持久强度最好，但是在抗氧化腐蚀性能上并不是最优的；HR3C在650℃下的持久强度虽然只有98.1MPa，但它的抗氧化腐蚀性能在这三者中是最好的。也就是目前并没有一种奥氏体耐热钢既具有优异的高温持久强度，又具有优异的耐腐蚀性能，而且现有的奥氏体耐热钢在进行长期高温时效后，冲击韧性显著下降。

授权公告号为CN 103643171B的中国发明专利，公开了一种复合强化22/15铬镍型高强抗蚀奥氏体耐热钢。它的化学成分为：Cr 20~25wt%, Ni 12~18wt%, Cu 2~5wt%, N0.2~0.8wt%, C 0.02~0.10wt%, Nb 0.2~1.0wt%, Si＜1wt%, Mn＜2wt%, S＜0.03wt%, P＜0.03 wt%, B 0.001~0.008wt%, 余量为Fe。该钢种在长期高温时效后仍具有良好的冲击韧性，能用作600℃等级超超临界锅炉过热器/再热器的管道材料；但是在35MPa等级（32-38MPa），650℃等级（630-670℃）或更高等级的高效超超临界机组上并不能适用。

发明内容

本发明要解决上述技术问题，从而提供一种高持久强度抗蒸汽腐蚀的奥氏体耐热钢的制备方法。由本发明方法制得的奥氏体耐热钢不仅具有优异的高温持久强度和优异的抗氧化腐蚀性能，同时在长期时效后冲击韧性也得到良好保持。

本发明解决上述问题的技术方案如下：

一种高持久强度抗蒸汽腐蚀的奥氏体耐热钢的制备方法，包括以下步骤：

（1）配料：根据奥氏体耐热钢的化学成分以及烧损量配备原材料，将原材料装入电弧炉内熔成钢水，加入25~30kg/t的造渣剂进行电弧炉初炼，用还原剂还原钢水中的氧化金属，调整钢水中的Cr含量高于所炼钢种规定的目标值的下限0.30%；钢水温度达到1615℃~1645℃时，钢水出炉；