一种调控含铌奥氏体不锈钢碳化铌分布及尺寸的方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115074503A(43)申请公布日2022.09.20(21)申请号202210802500.1C22C38/44(2006.01)(22)申请日2022.07.07C22C38/48(2006.01)C22C38/58(2006.01)(71)申请人中国原子能科学研究院B22F1/065(2022.01)地址102488北京市房山区新镇北坊申请人中国科学院金属研究所(72)发明人燕春光陈胜虎徐海涛严伟秦博戎利建付晓刚姜海昌杨红义李依依(74)专利代理机构沈阳科苑专利商标代理有限公司21002专利代理师于晓波(51)Int.Cl.C21D8/02(2006.01)C22C38/02(2006.01)C22C38/04(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种调控含铌奥氏体不锈钢碳化铌分布及尺寸的方法(57)摘要本发明公开了一种调控含铌奥氏体不锈钢碳化铌分布及尺寸的方法，属于奥氏体不锈钢加工技术领域。该方法为：将铸锭或铸坯放入加热炉，在1200‑1260℃均质化处理10h以上；然后直接进行多道次的热变形，单道次的变形量控制在20～30％之间，热加工后水冷至室温。本发明通过均质化+热加工的一体化处理工艺，在控制初生碳化铌尺寸和分布的同时，实现了晶粒尺寸的均匀控制。本发明将初生碳化铌调控为球状/椭球状形貌，单颗粒尺寸<10μm，近似呈均匀分布；同时获得晶粒均匀的热变形组织。可为高性能含铌奥氏体不锈钢锻件、板材、管材等产品提供制备方法。CN115074503ACN115074503A权利要求书1/1页1.一种调控含铌奥氏体不锈钢碳化铌分布及尺寸的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：1)均质化处理：将含铌奥氏体不锈钢的铸锭、铸坯或锻坯放入加热炉，装炉温度小于700℃，随后加热至1200～1260℃，保温时间≥10h；2)热加工：均质化处理结束后，直接进行多道次的热变形，单道次的变形量控制在20～30％之间，热加工后水冷至室温。2.按照权利要求1所述的调控含铌奥氏体不锈钢碳化铌分布及尺寸的方法，其特征在于：步骤1)中的均质化处理温度为1240‑1260℃。3.按照权利要求1所述的调控含铌奥氏体不锈钢碳化铌分布及尺寸的方法，其特征在于：步骤1)中的均质化保温时间≥20h。4.按照权利要求1所述的调控含铌奥氏体不锈钢碳化铌分布及尺寸的方法，其特征在于：步骤2)中，热变形过程中的锻造比或轧制比大于3。5.按照权利要求1所述的调控含铌奥氏体不锈钢碳化铌分布及尺寸的方法，其特征在于：步骤2)中，采用一火次的热变形。6.按照权利要求1所述的调控含铌奥氏体不锈钢碳化铌分布及尺寸的方法，其特征在于：步骤2)中，热变形过程中坯料表面温度≥1000℃。7.按照权利要求1所述的调控含铌奥氏体不锈钢碳化铌分布及尺寸的方法，其特征在于：按重量百分比计，该方法适用的含铌奥氏体不锈钢的化学成分为：C≥0.03％；Nb/C≥8；Ni：8.0～15.0％；Cr：16.0～20.0％；Mn≤2.0％；Si≤1.0％；Mo≤3.0％；Fe及不可避免的残余元素为余量。8.按照权利要求1所述的调控含铌奥氏体不锈钢碳化铌分布及尺寸的方法，其特征在于：该方法在控制初生碳化铌尺寸和分布的同时，实现了晶粒尺寸的均匀控制。2CN115074503A说明书1/4页一种调控含铌奥氏体不锈钢碳化铌分布及尺寸的方法技术领域：[0001]本发明涉及奥氏体不锈钢加工技术领域，具体涉及一种调控含铌奥氏体不锈钢碳化铌分布及尺寸的方法。背景技术：[0002]铌稳定化的奥氏体不锈钢，如347、348、316Nb、309Nb、310Nb等，由于其优良的高温力学性能、耐腐蚀性能、成形性能以及焊接工艺性能，被广泛应用于火电、核电等领域。Nb添加将钢中的碳元素固定在碳化铌中，可提高晶间腐蚀性能。与此同时，热处理或高温服役过程中，奥氏体基体中析出细小的碳化铌，可显著改善高温强度、持久性能和抗辐照性能。稳定化奥氏体不锈钢的相关性能与碳化铌的尺寸和分布密切相关，[0003]对于Nb含量≥0.3wt％的稳定化奥氏体不锈钢来说，在凝固过程中会形成初生碳化铌，随着Nb含量的提高，初生碳化铌的数量增加，甚至呈连续网状分布。首先，粗大的初生碳化铌会降低合金的热塑性，造成后期热加工过程中出现开裂现象。其次，初生碳化铌对强度贡献较小，但在变形过程中易成为裂纹源，大大降低力学性能。初生碳化铌的形成也会消耗大量的Nb元素，不利于后期二次碳化铌的析出控制。最后，粗大的碳化铌不利于焊接，易出现焊接裂纹。因此，如何调控含铌奥氏体不锈钢中碳化铌的尺寸和分布，将有利于改善合金的热加工性能、力学性能和焊接性能。[0004]此外，热加工过程中伴随有碳化铌的析