[发明专利]具有优异的蠕变强度和高温延性的铬钢板及其制造方法

说明书

提供了具有优异的蠕变强度和高温延性的铬钢板及其制造方法。本发明涉及具有优异的蠕变强度和高温延性的铬钢板，所述铬钢板以重量百分比计包含：C：0.04％至0.15％；Si：0.5％或更少(不包括0％)；Mn：0.1％至0.6％；S：0.01％或更少(不包括0％)；P：0.03％或更少(不包括0％)；Cr：1.9％至2.6％；Mo：0.05％至1.5％；W：1.4％至2.0％；V：0.4％至1.0％；Ni：0.4％或更少(不包括0％)；Nb：0.10％或更少(不包括0％)；Ti：0.10％或更少(不包括0％)；N：0.015％或更少(不包括0％)；Al：0.06％或更少(不包括0％)；B：0.007％或更少(不包括0％)；以及余量为Fe和不可避免的杂质，其中所述铬钢板满足关系表达式1，并且具有在200MPa的施加压力下20,000或更大和在125MPa的施加压力下21,000或更大的由关系表达式2定义的LMP值，以及高温断裂下的断面收缩率为20％或更大。

技术领域

本公开内容涉及具有优异的蠕变强度和高温延性的铬钢板及其制造方法，并且更特别地，涉及这样的铬钢板及其制造方法：所述铬钢板不仅可以通过元素合金通过在为钢材料的构成相的马氏体/贝氏体显微组织和晶界内析出仅细碳氮化物而具有优异的蠕变强度，而且可以通过表现出优异的高温延性而降低裂纹敏感性。

背景技术

在热力发电/核发电和炼油厂/精炼行业方面的考虑是环境友好设施的构造和能量使用中的较大效率。首先，需要供应至涡轮的蒸汽温度和压力的增加以增加发电效率，并因此，改善锅炉材料的耐热性以产生较高温度下的蒸汽是必须的。此外，在炼油厂/精炼行业中，由于近来环境法规的加强，还正在开发在升高的温度下具有优异的特性的钢材料以实现较高的效率。

在应用于高温的钢中，包含大量昂贵的合金元素的奥氏体不锈钢具有差的物理特性例如低的热导率和高的热膨胀系数，因此其用途由于在制造大组件方面的困难而被限制。另一方面，铬钢因其优异的蠕变强度、可焊性、耐腐蚀性和耐氧化性而被广泛地使用。在核发电的情况下，通过用可以确保长期可靠性的铬钢代替奥氏体不锈钢来确保稳定性，以防止由中子辐照引起的膨胀。

为了使耐热铬钢的高温蠕变强度保持长时间，应用固溶强化方法和析出强化方法。为此，固溶强化元素和M(C,N)碳氮化物(M＝金属元素，C＝碳，N＝氮)形成元素主要与钒、铌和钛合金化。同时，通过将碳含量极度减少至0.002重量％以抑制热力学上不稳定且容易粗化，并且使蠕变强度特性劣化的(Fe,Cr)₂₃C₆碳化物的形成，还已提出了通过使细碳氮化物析出而具有显著改善的蠕变强度特性的耐热钢，但是几乎不可能大量生产具有如上所述的较低碳含量的耐热钢。此外，重要的是减少在生产钢种的过程中的连铸或焊接期间可能出现的表面裂纹的形成，并且当材料的高温延性增加时可以有效地减少裂纹的频率。因此，必须设计用于开发鉴于高温延性的具有优异的蠕变强度的钢材料的合金及其制造方法。

发明内容

技术问题

本公开内容的一个方面是提供通过以下而具有优异的蠕变强度和高温延性的铬钢板及其制造方法：与上述常规技术不同，使用合金设计和热处理，在没有极度降低碳含量的情况下，完全地抑制粗析出物例如(Fe,Cr)₂₃C₆碳化物的形成并且仅形成细碳氮化物以具有优异的蠕变强度，以及由于优异的高温延性而降低裂纹敏感性，以使材料应用的范围变宽。

然而，本公开内容的目的不限于上述目的，并且本领域技术人员根据以下描述可以清楚地理解以上没有描述的其他目的。

技术方案