[发明专利]一种聚变堆用低活化马氏体钢的冶炼生产方法

摘要

一种聚变堆用低活化马氏体钢的冶炼生产方法，第一步，在真空感应炉内对炉料进行熔炼：(1)真空度0.1－10Pa充氩气至0.005－0.08MPa，熔化温度1450～1650℃；(2)合金加料顺序，首先熔化纯Fe，然后加入Cr、W，接着加入Ta、V，最后添加C、Mn，同时视纯铁中氧含量水平，在加Cr之前添加少量C进行脱氧处理；(3)在线检测合金元素成分并依据测试结果增补合金元素；(4)成分合格后在真空下浇注，浇注温度1450～1550℃。第二步，根据真空感应熔炼得到的铸锭成分和内部质量水平，选择是否在真空电渣重熔炉或者是氩气保护的普通电渣重熔炉内进行重熔精炼；第三步，锻造开坯和热轧生产制备所需CLAM钢型材。本发明具有冶炼操作简单，工艺稳定，生产成本低的特点，生产出的CLAM钢成分、夹杂物满足设计要求，无成分和组织偏析，纯净度高，适应于聚变堆应用。

主权项

1.一种聚变堆低活化马氏体钢的冶炼生产方法，其特征在于：包括以下过程：第一步，在真空感应炉内对炉料进行熔炼：1)用FeCa合金对纯铁进行脱S处理；2)熔炼前对合金元素如Cr、W、V、Ta、Mn进行高温真空脱水除气处理；或者采用非真空脱水除气处理工艺：首先对Al2O3粉或CaF2粉进行高温脱水，然后用Al2O3粉或CaF2粉包埋合金以隔绝空气，最后在非真空环境下加热脱水除气，加热温度300～800℃；3)按照目标马氏体钢设计成分进行配料，纯铁装入真空感应炉，合金元素按Cr、W、V、Ta、C、Mn顺序装入真空合金料斗；4)真空感应熔炼炉抽真空至0.1～10Pa后，充高纯氩气至0.005～0.08MPa，熔化纯铁，并加C脱O至5～100ppm；5)合金化：通过料斗加入纯金属Cr和W，升温至1450～1650℃，熔化完成后依次加入纯金属V、Ta，待熔化后，抽真空至0.1～10Pa以下保持3～10分钟；然后充氩气至0.005～0.08MPa后加入纯C和纯金属Mn；6)在线检测合金元素成分并依据测试结果增补合金元素，待成分合格后在1450～1550℃出钢并进行真空浇注得铸锭；检查铸锭成分和内部组织，若满足要求，即可完成熔炼工作，否则需进行第二步辅助熔炼；第二步，对铸锭进行锻造以制备重熔自耗电极，锻造温度800～1200℃，奥氏体化保温时间45～75min，锻造比＞4∶1；然后在真空电渣炉或氩气保护的普通电渣炉中重熔精炼，冶炼出成分和内部组织合格的CLAM钢铸锭：1)选用高纯Al2O3+CaF2或者CaO+Al2O3+CaF2作为电渣；2)对电渣进行干燥处理，熔化后注入到真空电渣炉或普通电渣炉的结晶器中；对于真空电渣重熔炉，抽真空至0.1～5Pa后充高纯氩气至0.005～0.05MPa；对于普通电渣重熔炉，向结晶器中充高纯氩气保护；3)采用电流大小来控制重熔自耗电极的熔化速度，电流范围为200～500A；4)重熔结束后，取出重熔铸锭。