[发明专利]一种高性能马氏体不锈钢法兰及其制造方法

说明书

本发明涉及马氏体不锈钢锻造技术领域，公开了一种高性能马氏体不锈钢法兰和锻件及其制造方法，包括：0.10～0.13wt％的碳、0.40～0.70wt％的硅、0.40～0.80wt％的锰、≤0.008wt％的磷、≤0.005wt％的硫、12～13.55wt％的铬，0.12wt％的镍，余量为铁。本发明中制造工艺生产的锻件性能优异，锻件性能指标远超传统工艺生产的锻件，锻件无损检测中发现的缺陷数量和尺寸也远优于传统工艺。

技术领域

本发明涉及马氏体不锈钢锻造技术领域，特别是涉及一种高性能马氏体不锈钢法兰及其制造方法。

背景技术

马氏体不锈钢是指Cr≥12％，组织为马氏体的一类不锈钢，在具有良好的耐腐蚀能力的同时，又具有较高的强度，马氏体不锈钢可以通过热处理调整力学性能，不同的温度组合有不同的强韧性能，广泛应用于石油化工、核电、风电、火电、轻工、机械、冶金及船舶等领域。

在国标GB/T1220中，12Cr13马氏体不锈钢的化学成分为C 0.08％～0.15％，Si≤1％，Mn≤1％，P≤0.040％，S≤0.030％，Cr 11.5％～13.5％，其余为Fe元素。力学性能要求为Rm≥540MPa，Rp0.2≥345，A≥22％，Z≥55％，Aku2≥78J。

使用传统工艺生产的12Cr13马氏体法兰可以满足国标的要求，但近些年来，随着技术进步的不断加快，很多重点工程，尤其是核电工程对马氏体不锈钢锻件的性能提出更高要求。例如核反应堆上使用的12Cr13马氏体不锈钢锻件，核电标准要求Rm≥760MPa，Rp0.2≥560，A≥15％，Z≥50％，0℃时Akv≥110J，冲击试验侧向膨胀量大于等于1.1mm。但是使用传统工艺生产的锻件，当抗拉强度Rm≥760MPa时，冲击功只有20J左右，侧向膨胀量只有约0.5mm，当通过热处理调整，使冲击功和侧向膨胀量达到要求时，抗拉强度下降到500MPa左右，即出现了强度和韧性不能同时满足的情况。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是不能满足油气管线工程和核电工程对马氏体不锈钢法兰在强度和韧性方面同样的得到提高的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供了一种高性能马氏体不锈钢法兰，其特征在于，所述的马氏体不锈钢含有下列化学成分：0.10～0.13wt％的碳、0.40～0.70wt％的硅、0.40～0.80wt％的锰、≤0.008wt％的磷、≤0.005wt％的硫、12～13.55wt％的铬，0.12wt％的镍，余量为铁。

一种提高马氏体不锈钢法兰韧性的制造方法，包括如下步骤：

步骤一，电炉冶炼：将铁水预处理后用转炉炼钢；

步骤二，炉外精炼：将所述步骤一得到的钢水用精炼炉进一步精炼成上述的马氏体不锈钢，精炼后将铁水铸成φ16～24寸钢锭；

步骤三，锻造：将所述步骤二得到的马氏体不锈钢钢锭，用液压机或空气锤锻造成产品锻件；

步骤四，热处理：将所述步骤三中自然冷却后的锻件置于电阻炉内进行热处理；

步骤五，性能测试：热处理后，从所述步骤四热处理后的锻件上切取试验用试料，用试料加工成拉伸试样和冲击试样，进行力学性能试验；

步骤六，机加工：将步骤五中力学性能测试合格后的锻件通过机加工制成马氏体不锈钢法兰及锻件工件；

步骤七，无损检测：通过超声探伤仪或者磁粉探伤机对机加工后的工件进行探伤、检验；

步骤八，成品：将探伤、检验后的工件包装入库。