[发明专利]一种钢管和铸件用耐热钢

说明书

本发明提供一种钢管和铸件用耐热钢的元素组成及其用途。本发明还提供了一种钢管和铸件的制备方法及其用途。本发明提供的一种钢管和铸件用耐热钢，通过优选的元素组分及其制备步骤，能够制备获得性能优异的耐热钢钢管和铸件。该种耐热钢制备的钢管和铸件具有优异的蠕变断裂强度，可以满足650℃及650℃以下压力容器或动力机械零部件的使用要求。

技术领域

本发明属于金属材料的技术领域，涉及一种钢管和铸件用耐热钢。

背景技术

压力容器中的锅炉，是一种能量转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能，锅炉输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。动力机械中的汽轮机也称蒸汽透平，是一种旋转式蒸汽动力装置，高温高压蒸汽穿过固定喷嘴成为加速的气流后喷射到叶片上，使得装有叶片排的转子旋转，同时对外做功。锅炉和汽轮机是现代火力发电厂的主要设备。

提高火电燃煤机组的蒸汽温度参数可以提高机组效率，减少化石燃料的消耗，实现节能减排。而锅炉和汽轮机运行温度受限于钢管如锅炉管道、铸件如汽轮机中的汽缸和阀门等关键部件材料的最高使用温度。

锅炉管道、汽轮机中的汽缸和阀门等部件用高温材料从Cr-Mo钢发展成各类9％～12％Cr铁素体钢。其中，现有钢管如锅炉管道的高温材料中，目前可供选用的有T92/P92等；现有铸件如汽轮机中汽缸和阀门的高温材料中，目前可供选用的有ZG13Cr9Mo2Co1NiVNbNB等。但是，这些钢种的最高工作温度不能超过630℃，目前没有能够满足工作温度为650℃的钢管和铸件用耐热钢。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种钢管和铸件用耐热钢，其能制成锅炉管道和汽轮机铸件，可以满足650℃及650℃以下压力容器或动力机械零部件的使用要求。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明第一方面提供一种钢管和铸件用耐热钢，由以下质量百分比的元素组成：

C(碳)：0.08～0.14wt％，Si(硅)：0.20～0.40wt％，Mn(锰)：0.30～0.60wt％，Cr(铬)：9.00～10.00wt％，Co(钴)：2.80～3.30wt％，W(钨)：1.65～1.90wt％，Mo(钼)：0.55～0.80wt％，V(钒)：0.15～0.25wt％，Nb(铌)：0.03～0.08wt％，N(氮)：0.006～0.015wt％，B(硼)：0.009～0.015wt％，Ni(镍)：≤0.20wt％，余量为Fe(铁)和不可避免的杂质。

优选地，所述杂质选自P(磷)、S(硫)、Al(铝)、Ti(钛)、Zr(锆)、Cu(铜)、Sn(锡)、As(砷)、Sb(锑)中的一种或多种元素。其中，所述杂质中元素的质量百分比含量符合以下要求：P：≤0.020wt％，S：≤0.010wt％，Al：≤0.02wt％，Ti：≤0.02wt％，Zr：≤0.02wt％，Cu：≤0.15wt％，Sn：≤0.02wt％，As：≤0.02wt％，Sb：≤0.005wt％。

优选地，所述钢管和铸件用耐热钢中，Cr(铬)当量按Cr+6Si+4Mo+1.5W+11V+5Nb-40C-2Mn-4Ni-2Co-30N计应≤8.5％，且所述B元素与N元素的质量之比为0.65～2.40：1。

优选地，所述钢管和铸件用耐热钢，由以下质量百分比的元素组成：

C：0.08～0.13wt％，Si：0.20～0.30wt％，Mn：0.40～0.50wt％，Cr：9.00～9.60wt％，Co：2.90～3.20wt％，W：1.70～1.85wt％，Mo：0.60～0.75wt％，V：0.18～0.25wt％，Nb：0.04～0.07wt％，N：0.007～0.014wt％，B：0.010～0.015wt％，Ni：≤0.10wt％，余量为Fe和不可避免的杂质。