[发明专利]一种低合金耐热高强钢及其构件

摘要

本发明是在15CrMo的基础上，合理优化了钢的组分，并通过控制冶炼、轧制、热处理等制备工艺参数，制备得到了高温性能优异，变形量小的构件，构件的室温抗拉强度为610MPa，在600℃下、200MPa应力测试下其有效寿命约为15CrMo的两倍，显著提高了耐热钢的使用温度，热处理后的表面硬度约为750HV，并且硬度超过500HV的硬化层厚度为0.5mm，变形量小，且焊接性也非常优异，可以说在各个方面都超过了15CrMo。

主权项

一种低合金耐热高强钢及其构件，其是通过以下步骤制备得到的，第一，设计所述低合金耐热高强钢的成分，以重量百分含量计(％)，包含：C 0.09‑0.11，Si 0.06‑0.2，Mn 0.06‑0.35，Cr 1.3‑1.5，Mo 0.35‑0.45，P≤0.009，S≤0.006，Ni 0.2‑0.4，Cu0.01‑0.08，V 0.3‑0.4，Nb 0.1‑0.2，W 0.2‑0.5，Ti 0.005‑0.02，余量为Fe和不可避免的杂质；第二，冶炼浇注，包括电弧炉初炼，钢包RH处理和LF处理，控制钢液符合化学成分要求后浇注，其中钢包精炼时以3atm以上的压力进行吹氩至少5分钟，以有利于杂质的上浮去除；第三，轧制，包括均热处理，轧制和冷却，其中均热处理是在约1100‑1150℃的加热炉中均热至少约4‑6小时，轧制的开轧温度约为1000‑1100℃、终轧温度约为840‑880℃，冷却速度约为5‑10℃/s、终冷温度约为650‑680℃；第四，构件的加工，将轧制后的低合金耐热高强钢加工成需要的尺寸和形状，制备得到构件；第五，构件的热处理，将构件以竖直的状态放入渗碳处理炉后，加热到约870‑900℃，并以约80‑100滴/分钟的速度滴入甲醇，同时通过控制丙烷的流量维持炉内碳势在约0.8‑0.9％，进行扩散渗碳处理约2‑2.5小时，随后将构件预冷到约750‑780℃同时降低炉内碳势至约0.7‑0.75％并保温约5‑10分钟，然后将构件从渗碳炉中取出并在油温为约120‑140℃的冷却油中直接淬火，淬火后再进行回火，回火温度约为160‑180℃，回火时间约为1‑1.5小时。