一種GX8CrNi12鋼高溫鐵素體含量的控制方法

　　【技術(shù)領(lǐng)域】

　　[0001]本發(fā)明涉及金屬材料領(lǐng)域，特別涉及一種GX8CrNil2鋼高溫鐵素體含量的控制方法。

　　【背景技術(shù)】

　　[0002]GX8CrNil2材料屬于一種鐵素體熱強(qiáng)鑄鋼，該鋼種具有良好的韌性、高溫?zé)釓?qiáng)性，高溫下組織性能穩(wěn)定，具有高溫抗氧化性及抗蒸汽腐蝕能力，主要用于核電機(jī)組的汽輪機(jī)上，使用環(huán)境惡劣，不僅要求其抗氧化，還要求能夠承受較大載荷，并且在高溫下仍能保持較高力學(xué)性能。該鋼種生產(chǎn)過程中，如果各種合金元素的含量和鑄造過程的冷卻速度控制不好，則鋼中容易出現(xiàn)由于包晶反應(yīng)不完全而殘留至室溫的高溫鐵素體。

　　[0003]高溫鐵素體屬于軟化相，常分布于原奧氏體晶界，在受到拉伸、沖擊時(shí)往往為裂紋首先萌生的部位。由于高溫鐵素體生成溫度較高(多1400°C)，鑄造完成后的常規(guī)熱處理方法無法將其消除，只能存留至服役狀態(tài)，同時(shí)由于其止裂性能差，當(dāng)裂紋產(chǎn)生后，就會(huì)沿著高溫鐵素體擴(kuò)展，使材料的強(qiáng)度、塑性、韌性嚴(yán)重下降，降低材料的使用性能和使用壽命，直接影響核電機(jī)組運(yùn)行過程中的可靠性和安全性，因此合理控制GX8CrNil2材料的微觀組織尤為重要。

　　【發(fā)明內(nèi)容】

　　[0004]本發(fā)明的目的是提供一種GX8CrNil2鋼高溫鐵素體的控制方法，通過合理控制材料中的各組份的含量以實(shí)現(xiàn)對(duì)材料中高溫鐵素體的控制，從而提高材料的綜合性能。

　　[0005]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種GX8CrNil2鋼高溫鐵素體含量的控制方法，所述GX8CrNil2鋼的化學(xué)成分和質(zhì)量百分含量為:C:0.055—0.1%，S1:0.2—0.4%，Mn:0.50-0.80%，P 彡 0.03%，S 彡 0.02%，Cr:11.5-12.5%，Mo:0.2—0.5%，Ni:0.8-1.5%，其余為鐵。

　　[0006]為進(jìn)一步優(yōu)化材料組份以控制材料中高溫鐵素體，所述GX8CrNil2鋼的化學(xué)成分中鎳當(dāng)量Nieq和鉻當(dāng)量Creq滿足Nieq ^ 3.75% ；Nieq/Creq ^ 0.29，其中，鎳當(dāng)量Nieq和絡(luò)當(dāng)量Creq分別按公式I和公式2計(jì)算:

　　Creq=Cr%+Mo%+l.5Si%公式 I ;

　　Nieq=30C%+Ni%+ 0.5Mn%公式 2。

　　[0007]本發(fā)明的GX8CrNil2鋼的合金成分中，鎳、碳、錳屬于奧氏體化元素，促進(jìn)奧氏體的形成和穩(wěn)定，擴(kuò)大奧氏體的相區(qū)；鉻、鉬和硅屬于鐵素體化元素，促進(jìn)鐵素體形成和穩(wěn)定，擴(kuò)大高溫鐵素體相區(qū)。本發(fā)明根據(jù)各元素促進(jìn)鐵素體和奧氏體的能力不同，將各元素等效為鎳當(dāng)量和鉻當(dāng)量。通過控制鎳當(dāng)量與鉻當(dāng)量的比值來綜合控制鐵素體化元素含量和奧氏體化元素含量，使材料在平衡狀態(tài)相圖中能完全消除高溫鐵素體。

　　【附圖說明】

　　[0008]圖1為本發(fā)明的GX8CrNil2鋼實(shí)施例1的金相組織圖。

　　[0009]圖2為本發(fā)明的GX8CrNil2鋼實(shí)施例1的金相組織圖。

　　[0010]圖3為本發(fā)明的GX8CrNil2鋼實(shí)施例1的金相組織圖。

　　[0011]圖4為本發(fā)明的GX8CrNil2鋼實(shí)施例1的金相組織圖。

　　【具體實(shí)施方式】

　　[0012]實(shí)施例1

　　本實(shí)施例的GX8CrNil2鋼高溫鐵素體含量的控制方法，其中，GX8CrNil2鋼的化學(xué)成分和質(zhì)量百分含量為:C:0.092%，Si:0.304%，Mn:0.583%，P:0.013%，S0.005%，Cr:12.18%，Mo:0.376%，N1:1.22%，其余為鐵，并且按式 I 和式 2 算得 Creq=13.012，Nieq=4.272，Nieq/Creq=0.328。本實(shí)施例的材料澆注成試塊后經(jīng)1040°C正火+710°C回火處理，得到回火馬氏體組織，金相中無高溫鐵素體，如圖1所示。

　　[0013]實(shí)施例2

　　本實(shí)施例的GX8CrNil2鋼高溫鐵素體含量的控制方法，其中，GX8CrNil2鋼的化學(xué)成分和質(zhì)量百分含量為:C:0.088%，Si:0.231%，Mn:0.597%，P:0.014%，S:0.008%，Cr:12.17%，Mo:0.424%，N1:1.18%，其余為鐵，并且按式 I 和式 2 算得 Creq=12.941，Nieq=4.119，Nieq/Creq=0.318。本實(shí)施例的材料澆注成試塊后經(jīng)1040°C正火+710°C回火處理，得到回火馬氏體組織，金相中無高溫鐵素體，如圖2所示。

　　[0014]實(shí)施例3

　　本實(shí)施例的GX8CrNil2鋼高溫鐵素體含量的控制方法，其中，GX8CrNil2鋼的化學(xué)成分和質(zhì)量百分含量為:C:0.078%，Si:0.293%，Mn:0.594%，P:0.013%，S:0.0025%, Cr:11.95%，Mo:0.333%，N1:1.20%，其余為鐵，并且按式 I 和式 2 算得 Creq=12.722，Nieq=3.842，Nieq/Creq=0.302。本實(shí)施例的材料澆注成試塊后，經(jīng)1000°C正火+710°C回火處理，得到回火馬氏體組織，金相中無高溫鐵素體，如圖3所示。

　　[0015]實(shí)施例4

　　本實(shí)施例的GX8CrNil2鋼高溫鐵素體含量的控制方法，其中，GX8CrNil2鋼的化學(xué)成分和質(zhì)量百分含量為:C:0.083%，Si:0.241%，Mn:0.697%，P:0.0102%，S:0.0077%，Cr:12.26%，Mo:0.299%，N1:1.41%，其余為鐵，并且按式 I 和式 2 算得 Creq=12.919，Nieq=4.257，Nieq/Creq=0.329。本實(shí)施例的材料澆注成試塊后經(jīng)1000°C正火+710°C回火處理，得到回火馬氏體組織，金相中無高溫鐵素體，如圖4所示。

　　【主權(quán)項(xiàng)】

　　1.一種GX8CrNil2鋼高溫鐵素體含量的控制方法，其特征在于，所述GX8CrNil2鋼的化學(xué)成分和質(zhì)量百分含量為:C%:0.055—0.1，Si%:0.2—0.4%, Mn:0.50-0.80，P% ( 0.03，S% ( 0.02，Cr%:11.5-12.5，Mo%:0.2—0.5，Ni%:0.8-1.5，其余為鐵，所述組份的質(zhì)量百分比和為100%。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GX8CrNil2鋼高溫鐵素體含量的控制方法，其特征在于，所述GX8CrNil2鋼的化學(xué)成分中鎳當(dāng)量Nieq和鉻當(dāng)量Creq滿足Nieq彡3.75% ；Nieq/Creq多0.29，其中，鎳當(dāng)量Nieq和絡(luò)當(dāng)量Creq分別按公式I和公式2計(jì)算: Creq=Cr%+Mo%+l.5Si%公式 I ; Nieq=30C%+Ni%+ 0.5Mn%公式 2。

　　【專利摘要】本發(fā)明涉及金屬材料領(lǐng)域內(nèi)一種GX8CrNi12鋼高溫鐵素體含量的控制方法，所述GX8CrNi12鋼的化學(xué)成分和質(zhì)量百分含量為：C%：0.055-0.？1，Si%：0.2-0.4%，Mn：0.50-0.80，P%≤0.03，S%≤0.02，Cr%：11.5-12.5，Mo%：0.2-0.5，Ni%：0.8-1.5，其余為鐵，所述組份的質(zhì)量百分比和為100%。本發(fā)明的GX8CrNi12鋼，通過合理控制材料中的各組份的含量以實(shí)現(xiàn)對(duì)材料中高溫鐵素體的控制，從而提高材料的綜合性能。

　　【IPC分類】C22C38/44

　　【公開號(hào)】CN105112795

　　【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510537904

　　【發(fā)明人】楊愛寧, 李少雨, 馮周榮

　　【申請(qǐng)人】共享鑄鋼有限公司

　　【公開日】2015年12月2日