[发明专利]一种熔炼铸造工艺制备氧化物弥散强化F/M钢的方法

权利要求书

1.一种熔炼铸造工艺制备氧化物弥散强化F/M钢的方法，其特征在于采用真空感应熔炼工艺炼钢，熔炼温度在铁熔点以上100～200℃；通过将充分保证氧活度的钢液快速浇铸在事先加入与钢液中[O]相匹配的稀土元素Y铸模中，通过稀土元素Y与钢液中的[O]结合得到稀土氧化物弥散分布的ODS钢；步骤为：

(1)在铸模中加入与需要得到的Y₂O₃量相匹配的稀土Y粉：0.01～1wt％；

(2)将工业纯铁等加入到坩埚内，先抽真空到5～40Pa时送电，开始精炼；熔炼温度在铁熔点以上100～200℃；

(3)在熔炼过程中通过脱氧元素Al的烧损来控制脱氧深度，当氧浓度[O]在30ppm～200ppm时加入合金元素进行合金化；

(4)合金化过程结束后，快速将钢液浇铸到铸模中；浇注温度视钢液流动性而定，在保证流动性的同时尽可能降低钢液温度；

(5)对浇铸锭进行热锻、热轧；

(6)对热加工后的板坯进行热处理，获得氧化物弥散强化(ODS)铁素体马氏体钢。

2.如权利要求1所述熔炼铸造工艺制备氧化物弥散强化F/M钢的方法，其特征在于，所用原料分别为：纯铁块、纯铬粉、纯钨粉、纯钽粉、纯钛粉、纯锰粉、纯硅块、纯钒粉、纯钇粉；所有原料纯度均在99.9％以上；所述纯铬粉、纯钨粉、纯钽粉、纯钛粉、纯锰粉的颗粒尺寸大于等于297μm，所述纯钒粉、纯钇粉的颗粒尺寸小于等于15μm。

3.如权利要求1所述熔炼铸造工艺制备氧化物弥散强化F/M钢的方法，其特征在于，各合金元素成分占钢锭总质量的百分比分别为C：0.08～0.15％、Cr：8.0～14％、Mn：0.45～0.6％、W：1.0～2.5％、N：0.05～0.07％、Ta：0.010～0.20％、Ti:0.02～0.55％、Si：0.10～0.15％、V：0.04～0.5％、O:30～200ppm、B<0.001％、S<0.003％、P<0.005％、铸模中的Y粉：0.01～1％、Fe余量。

4.如权利要求1所述熔炼铸造工艺制备氧化物弥散强化F/M钢的方法，其特征在于，所述热锻、热轧步骤如下：

(1)通过钢锭或者连续浇铸钢棒的锻造或者轧制进行第一次热变形，得到半成品；

(2)将所述半成品加热到1150℃～1200℃的范围，采用控轧控冷工艺，通过热轧制再次变形直至得到所要求的形状及尺寸的制品；

(3)将冷却至室温的制品加热到850～1100℃温度范围保持15～120min，进行奥氏体化热处理；

(4)将奥氏体化热处理后的制品冷却至50℃以下，然后再将制品加热到710～800℃温度范围保持90～150min，进行回火热处理得到马氏体制品。

5.如权利要求4所述熔炼铸造工艺制备氧化物弥散强化F/M钢的方法，其特征在于，步骤(1)所述的锻造或者轧制的温度范围在1100℃～800℃。

6.如权利要求4所述熔炼铸造工艺制备氧化物弥散强化F/M钢的方法，其特征在于，步骤(1)所述的热变形之后的冷却作业先是水冷却至600℃后在空气中进行，并冷却至室温。

7.如权利要求4所述熔炼铸造工艺制备氧化物弥散强化F/M钢的方法，其特征在于，步骤(2)所述控轧控冷工艺，开始轧制温度在1100℃～1050℃，终轧温度控制在950～800℃，轧后采用在线喷雾冷却。

8.如权利要求4所述熔炼铸造工艺制备氧化物弥散强化F/M钢的方法，其特征在于步骤(4)所述的奥氏体化热处理之后的冷却作业在油中进行。

9.如权利要求4所述熔炼铸造工艺制备氧化物弥散强化F/M钢的方法，其特征在于步骤(4)所述的回火热处理之后的冷却作业在空气中进行。