一种聚变堆用N-ODS钢及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113930656A(43)申请公布日2022.01.14(21)申请号202111087349.XC22C38/04(2006.01)(22)申请日2021.09.16C22C38/38(2006.01)C22C38/24(2006.01)(71)申请人华中科技大学C22C38/28(2006.01)地址430074湖北省武汉市洪山区珞喻路C21D6/00(2006.01)1037号C21D9/00(2006.01)(72)发明人索进平许晨光卢辉蔡基利许高永(74)专利代理机构华中科技大学专利中心42201代理人孔娜(51)Int.Cl.C22C33/04(2006.01)C22B9/18(2006.01)C22C38/22(2006.01)C22C38/02(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种聚变堆用N-ODS钢及其制备方法(57)摘要本发明属于钢铁材料的设计与制备相关领域，其公开了一种聚变堆用N‑ODS钢及其制备方法，所述方法包括以下步骤：(1)采用真空感应熔炼工艺对SCRAM钢进行成分优化后作为电渣重熔的自耗电极；同时，通过向渣系中添加氧化性成分以得到氧化型渣系；(2)将所述氧化型渣系进行预热以作为电渣重熔所用渣系，进而进行电渣重熔以得到电渣重熔N‑ODS钢；(3)采用两次淬火回火工艺对得到的电渣重熔N‑ODS钢进行热处理，并设置中间炉冷过程以析出MX相的氮碳化合物，从而得到MX相与氧化物共同强化的N‑ODS钢。本发明在高温力学性能和抗辐照性能上都有较大提升。CN113930656ACN113930656A权利要求书1/1页1.一种聚变堆用N‑ODS钢的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)采用真空感应熔炼工艺对SCRAM钢进行成分优化后作为电渣重熔的自耗电极；同时，通过向渣系中添加氧化性成分以得到氧化型渣系；(2)将所述氧化型渣系进行预热以作为电渣重熔所用渣系，进而进行电渣重熔以得到电渣重熔N‑ODS钢；(3)采用两次淬火回火工艺对得到的电渣重熔N‑ODS钢进行热处理，并设置中间炉冷过程以析出MX相的氮碳化合物，从而得到MX相与氧化物共同强化的N‑ODS钢。2.如权利要求1所述的聚变堆用N‑ODS钢的制备方法，其特征在于：在真空感应熔炼过程中，以目标元素为载体，该过程中同时引入的目标元素包括Y、Ti和N。3.如权利要求2所述的聚变堆用N‑ODS钢的制备方法，其特征在于：真空感应熔炼的过程中，控制真空度为0.6Pa、送电功率为220kW至物料全熔，之后280kW功率下熔炼5min后排渣并进行二次精炼。4.如权利要求1所述的聚变堆用N‑ODS钢的制备方法，其特征在于：生产自耗电极的原料包括Fe‑Cr‑W基合金粉、Mn粉、硅铁与钒铁粉；引入的目标元素的载体包括TiN、TiC和YN粉体。5.如权利要求4所述的聚变堆用N‑ODS钢的制备方法，其特征在于：所述原料及载体包括以下质量百分比的元素：Cr为8％～12％，W为1％～4％，Mn为1％～2％，Si为0.3％～0.35％，V为0.2％～0.25％，Ti为0.2％～0.25％，Y为0.3％～0.35％，N为0.09％～0.11％，余量为Fe。6.如权利要求1‑5任一项所述的聚变堆用N‑ODS钢的制备方法，其特征在于：氧化型渣系包括以下质量百分比的化学成分：63％CaF2、30％Al2O3及7％TiO2。7.如权利要求1‑5任一项所述的聚变堆用N‑ODS钢的制备方法，其特征在于：自耗电极浸入渣池的深度为3cm～5cm，电极下降速率约为2cm/min，对应电渣重熔过程的重熔速率为1kg/min～1.2kg/min。8.如权利要求7所述的聚变堆用N‑ODS钢的制备方法，其特征在于：所述氧化型渣系烘焙过程为800℃下保温4h以上，预熔温度为1300℃；所述电渣重熔过程为Ar气保护，外加电压与电流分别设置为45V及3.5kA，对应渣池温度控制在1300℃～1350℃。9.如权利要求1‑5任一项所述的聚变堆用N‑ODS钢的制备方法，其特征在于：热处理为具有中间炉冷过程的两次淬火回火过程，两次奥氏体化温度分别为1050℃和1030℃，保温时间均为30min，对应回火温度分别为760℃和740℃，保温时间为70min；所述中间炉冷过程为第二次淬火后从1030℃炉冷至870℃，炉冷时间约为30min。10.一种聚变堆用N‑ODS钢，其特征在于：所述聚变堆用N‑ODS钢是采用权利要求1‑9任一项所述的聚变堆用N‑ODS钢的制备方法制备而成的。2CN113930656A说明书1/5页一种聚变堆用N‑ODS钢及其制备方法技术领域[0001]本发明属于钢铁材料的设计与制备相关技