一種高壓鍋爐用12Cr2Mo無縫鋼管材料及其熱處理方法

　　【技術領域】

　　[0001] 本發(fā)明涉及冶金技術領域，具體涉及一種高壓鍋爐用12Cr2Mo無縫鋼管材料及其 熱處理方法。

　　【背景技術】

　　[0002] 12Cr2Mo主要用于高壓鍋爐管上，其在國內外火電、核電和壓力容器上都得到廣泛 的應用。該鋼種對熱處理不敏感，有較高的持久塑性和良好的焊接性能。其主要用于300、 600MW等大容量電站鍋爐管壁溫度< 580°C的過熱器及管壁溫度< 540°C壁的蒸汽管道和 聯(lián)箱，由于鍋爐管處于高溫高壓下工作，在溫度和壓力長期作用下，這些零部件將產(chǎn)生蠕 變，并有可能發(fā)生持久斷裂，同時管子在高溫煙氣和水蒸汽的作用下也將發(fā)生氧化和腐蝕， 因此，不斷要求管子具有良好的高溫持久強度、持久塑性、高溫蠕變極限，而且還要求高溫 下具有良好的抗氧化和耐腐蝕性能，而這些性能和材料的成分和后續(xù)的熱處理具有極大的 關系，因此高壓鍋爐管用12Cr2Mo的開發(fā)具有非常重要的意義。

　　【發(fā)明內容】

　　[0003] 本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種高壓鍋爐用12Cr2Mo無縫鋼管材料。

　　[0004] 為達以上目的，本發(fā)明一種高壓鍋爐用12Cr2Mo無縫鋼管，其化學成分質量 百分數(shù)為：C0? 08 % ~0? 13%、Si0? 17 ~0? 37%、Mn0? 40 ~0? 60%、P彡 0? 020 %、 S彡 0.015%、Cr2.1 ~2. 3%、Mo0.95-1. 10%其余為Fe，質量分數(shù)共計 100%。

　　[0005] 進一步：所述高壓鍋爐用12Cr2Mo無縫鋼管材料的化學成分質量百分含量為： C0? 08%、Si0? 17%、Mn0? 40%、Cr2. 1%、Mo0? 95%、P0? 010%、S0? 008%，其余為Fe，質量分數(shù)共計 100% ;或者，C0? 10%、Si0.20%、Mn0.43%、Cr2. 15%、Mo0.98%、 P0.012%、S0.010%其余為Fe，質量分數(shù)共計為 100% ;或者，C0? 11%、Si0.27%、Mn 0.50%、Cr2.20%、M〇 1.03、P0.015%、S0.011%、其余為？6，質量分數(shù)共計為100%;或 者，C0.12%、Si0.32%、Mn0.55%、Cr2.25%、M〇1.07%、P0.018%、S0.013% 其余為 Fe，質量分數(shù)共計為 100% ;或者，C0? 13%、Si0? 37%、Mn0? 60%、Cr2. 3%、Mo1. 10%、 P0.02%、S0.015%其余為Fe，質量分數(shù)共計為100%。

　　[0006] 本發(fā)明解決的另一技術問題是提供一種高壓鍋爐用12Cr2Mo無縫鋼管的熱處理 方法。

　　[0007] 本發(fā)明的技術方案如下：

　　[0008] 一種高壓鍋爐用12Cr2Mo無縫鋼管的熱處理方法，包括：正火保溫一定的時間后 隨爐冷至某一溫度然后空冷，然后在某一溫度下回火。得到的12Cr2Mo無縫鋼管材料化學 成分的質量百分含量包括為：C0? 08%~0? 13%、Si0? 17~0? 37%、Mn0? 40~0? 60%、 P彡 0.020%、S彡 0.015%、Cr2.1 ~2. 3%、Mo0.95-1. 10%其余為Fe，質量分數(shù)共計 100%〇

　　[0009] 進一步，所述正火保溫正火制度為正火溫度為940°C，然后在熱處理爐中保溫 40min〇

　　[0010] 進一步，所述的隨爐冷制度為正火保溫后隨爐冷至740°c，然后空冷至室溫。

　　[0011] 進一步，所述回火制度為在740°C下回火，然后保溫90min，出爐空冷。

　　[0012] 本發(fā)明的技術效果如下：

　　[0013] 本發(fā)明的高壓鍋爐用12Cr2Mo無縫鋼管材料及其熱處理方法，通過Cr和Mo的 配合使用，可以提高材料高溫持久強度、持久塑性、高溫蠕變極限，而且高溫下具有良好的 抗氧化和耐腐蝕性能；正火后隨爐冷至740°C可以避免傳統(tǒng)的正火后直接空冷而出現(xiàn)貝氏 體，讓材料在鐵素體珠光體區(qū)間充分轉變，避免材料強度過高而降低其在高溫工況下的持 久強度，持久塑性等，提高材料的高溫性能。

　　【具體實施方式】

　　[0014] 以下結合實施例，按本發(fā)明對高壓鍋爐用12Cr2Mo無縫鋼管材料對化學成分的要 求，采用現(xiàn)有的技術進行冶煉、連鑄和軋制。

　　[0015] 具體工藝流程為：鐵水預處理一轉爐冶煉一LF精煉一VD脫氣一圓坯連鑄一圓坯 據(jù)切一圓還加熱一圓還穿孔乳管一張力減徑一取樣一冷卻一切頭尾一矯直一探傷一熱處 理。上述工藝流程的具體工藝參數(shù)如下：轉爐冶煉采用預脫硫鐵水，按照預脫硫鐵水和廢 鋼的質量比為9:1的比例加入，采用單渣冶煉工藝，終渣堿度控制為3. 1。LF精煉全過程正 常吹氬氣。根據(jù)轉爐鋼水成分及溫度進行造渣脫硫同時對成分進行微調。VD脫氣的深真 空彡0.lOKPa，深真空時間彡18分鐘，過冷度AT彡30°C，VD脫氣結束后按每100t脫氣后 的鋼水喂150米硅鈣線。喂線后保證軟吹時間多10分鐘，以保證夾雜物能夠變性并充分上 浮。連鑄過程采用恒定拉速，速度控制在每分鐘1.5米。圓坯加熱溫度為1230~1280°C， 穿孔溫度為1220~1260°C，連軋溫度為1000~1150°C，張力減徑溫度為850°C~900°C， 保證終軋溫度彡850 °C。

　　[0016] 上述過程生產(chǎn)的高壓鍋爐用12Cr2Mo無縫鋼管質量百分含量為：C0.08%~ 0? 13 %、Si0? 17 ~0? 37 %、Mn0? 40 ~0? 60 %、P彡 0? 020 %、S彡 0? 015 %、Cr2. 1 ~ 2. 3%、Mo0.95-1. 10%其余為Fe，質量分數(shù)共計100%。通過Cr和Mo適當?shù)呐浔葋硎共?料具有良好高溫持久強度、持久塑性、高溫蠕變極限等高溫性能。

　　[0017] 對各實例的化學成分進行檢測，化學成分質量百分比如表1所示：

　　[0018] 表1各不例化學成分（％ )

　　[0019]

　　【主權項】

　　1. 一種高壓鍋爐用12Cr2Mo無縫鋼管材料，其特征在于：所述鋼管化學成分質量 百分比為：C 0.08 % ~0.13%、Si 0.17 ~0.37%、Mn 0.40 ~0.60%、P 彡 0.020%、 5彡0.015%、0 2.1~2.3%、]?〇0.95-1.10%，其余為卩6。

　　2. 根據(jù)權利要求1所述的高壓鍋爐用12Cr2Mo無縫鋼管材料，其特征在于：所述鋼 管化學成分質量百分比為：C 0.11%、Si 0.27%、Mn 0.50%、P 0.015%、S 0.011%、Cr 2. 20%、Mo L 03,其余為 Fe。

　　3. -種制備如權利要求1或2所述高壓鍋爐用12Cr2Mo無縫鋼管的熱處理方法，其特 征在于：熱處理過程包括正火保溫后隨爐冷、空冷，最后回火。

　　4. 根據(jù)權利要求3所述的高壓鍋爐用12Cr2Mo無縫鋼管的熱處理方法，其特征在于： 所述的正火制度為正火溫度為940°C，然后在熱處理爐中保溫40min。

　　5. 根據(jù)權利要求3所述的高壓鍋爐用12Cr2Mo無縫鋼管的熱處理方法，其特征在于： 所述的隨爐冷制度為正火保溫后隨爐冷至740°C，然后空冷至室溫。

　　6. 根據(jù)權利要求3所述的高壓鍋爐用12Cr2Mo無縫鋼管的熱處理方法，其特征在于： 所述回火制度為隨爐冷后在740°C下回火，然后保溫90min，出爐空冷。

　　【專利摘要】本發(fā)明公開一種高壓鍋爐用12Cr2Mo無縫鋼管材料及其熱處理方法，其化學成分的質量百分含量為：C 0.08％～0.13％、Si 0.17～0.37％、Mn 0.40～0.60％、P≤0.020％、S≤0.015％、Cr 2.1～2.3％、Mo 0.95-1.10％，其余為Fe，本發(fā)明還公開了一種高壓鍋爐用12Cr2Mo無縫鋼管的熱處理方法，包括正火保溫后隨爐冷、空冷，最后回火，通過本熱處理方法，可以使材料具有良好的高溫持久強度、持久塑性、高溫蠕變極限，而且高溫下具有良好的抗氧化和耐腐蝕性能。

　　【IPC分類】C22C38-22, C21D9-08, C21D6-00, C21D1-28

　　【公開號】CN104831170

　　【申請?zhí)枴緾N201510190231

　　【發(fā)明人】馬愛清, 王金龍, 張行剛, 劉金, 石曉霞, 姚曉樂, 孫文, 張學穎

　　【申請人】內蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司

　　【公開日】2015年8月12日