[发明专利]一种630℃以上超超临界汽轮机锻件用耐热钢及其制备方法

权利要求书

1.一种630℃以上超超临界汽轮机锻件用耐热钢，其特征在于，按质量百分比计，其成分包括：C：0.05％-0.08％；Mn：0.25％-0.5％；Si：0.6％-1.0％；Cr：8.5％-9.2％；V：0.18％-0.35％；W：2.35％-2.45％；Co：3％-3.4％；Cu：0.01％-0.5％，Nb：0.01％-0.15％，Ta：0.01％-0.15％，Nb+Ta：0.09％-0.3％，B：0.012％-0.02％；N：0.004％-0.008％；Al≤0.01％，Ti≤0.01％，稀土：0.01％-0.3％；P≤0.008％；S≤0.005％；其余为Fe和不可避免的杂质，稀土为由Ce、Y、Nd、La、Pr组成的两种以上混合稀土；

所述630℃以上超超临界汽轮机锻件用耐热钢的制备方法包括如下步骤：

步骤1：按照上述成分配比中的各组分含量确定原料的配比并将原料进行熔炼、精炼、浇注、锻造得到锻坯；锻造前需要对铸锭进行均质化处理，均质化温度为1140-1170℃，保温后随炉冷却至室温；锻造时始锻温度为1150-1200℃，终锻温度为900-950℃；

步骤2：将锻坯进行淬火及两次回火热处理；其中，第一次回火温度低于第二次回火温度；淬火温度为1050-1180℃；淬火加热过程中，在800-950℃区间的加热速度为50-80℃/h；淬火的冷却方式为风冷，风冷的冷速为30-50℃/h；

所述两次回火热处理包括：

步骤201：第一次回火，第一次回火工艺为将锻件加热至540-650℃并保温，然后随炉冷却至室温；

步骤202：第二次回火，第二次回火工艺为将锻件加热至650-770℃并保温，然后随炉冷却至室温；

所述耐热钢的显微组织为回火马氏体+细小弥散分布的析出强化相或回火马氏体+细小弥散分布的析出强化相+极少量弥散球状M₃B₂，所述析出强化相包括M₂₃C₆型碳化物和MX粒子。

2.根据权利要求1所述的630℃以上超超临界汽轮机锻件用耐热钢，其特征在于，其成分包括：C：0.07％-0.08％；Mn：0.4％-0.5％；Si：0.7％-1.0％；Cr：8.92％-9.2％；V：0.21％-0.26％；W：2.35％-2.45％；Co：3％-3.21％；Cu：0.3％-0.4％，Nb：0.02％-0.06％，Ta：0.07％-0.15％，Nb+Ta：0.09％-0.25％，B：0.014％-0.017％；N：0.005％-0.008％，Al：0.005％-0.007％，Ti≤0.01％，稀土：0.01％-0.3％；P≤0.008％；S≤0.005％；其余为Fe和不可避免的杂质。

3.根据权利要求1所述的630℃以上超超临界汽轮机锻件用耐热钢，其特征在于，所述M₂₃C₆型碳化物中M主要是Cr、Fe、W、Co及少量Mo、V；所述MX粒子中M主要是V、Nb、Ta、Ce，X主要为N、C。

4.一种权利要求1-3任一项所述的630℃以上超超临界汽轮机锻件用耐热钢的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：按照上述成分配比中的各组分含量确定原料的配比并将原料进行熔炼、精炼、浇注、锻造得到锻坯；锻造前需要对铸锭进行均质化处理，均质化温度为1140-1170℃，保温后随炉冷却至室温；锻造时始锻温度为1150-1200℃，终锻温度为900-950℃；

步骤2：将锻坯进行淬火及两次回火热处理；其中，第一次回火温度低于第二次回火温度；淬火温度为1050-1180℃；淬火加热过程中，在800-950℃区间的加热速度为50-80℃/h；淬火的冷却方式为风冷，风冷的冷速为30-50℃/h；

所述两次回火热处理包括：

步骤201：第一次回火，第一次回火工艺为将锻件加热至540-650℃并保温，然后随炉冷却至室温；

步骤202：第二次回火，第二次回火工艺为将锻件加热至650-770℃并保温，然后随炉冷却至室温。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，淬火温度为1080-1180℃。

6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，两次回火热处理包括：

步骤201：第一次回火，第一次回火工艺为将锻件加热至590-650℃并保温，然后随炉冷却至室温；

步骤202：第二次回火，第二次回火工艺为将锻件加热至700-740℃并保温，然后随炉冷却至室温。