一种高硼不锈钢及其制备方法.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CN109652734A(43)申请公布日2019.04.19(21)申请号201910004379.6C22C38/04(2006.01)(22)申请日2019.01.03C22C38/54(2006.01)G21F1/08(2006.01)(71)申请人南京航空航天大学地址210016江苏省南京市秦淮区御道街29号(72)发明人汪涛王辉(74)专利代理机构江苏圣典律师事务所32237代理人贺翔(51)Int.Cl.C22C33/06(2006.01)C21D1/26(2006.01)C21D6/00(2006.01)C21D8/02(2006.01)C21D9/00(2006.01)C22C38/02(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种高硼不锈钢及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种高硼不锈钢及其制备方法，属于核辐射屏蔽领域，制备的高硼不锈钢具有奥氏体-铁素体双相组织基体，硼化物细小、分布均匀，具有良好的力学性能、中子吸收性能和优异的耐蚀性能。本发明高硼不锈钢的化学成分质量百分比为：B:0.5%~3.0%，C:0.01%~0.3%，Cr:18.0%~27.0%，Ni:4.8%~8.5%，Mn:0.1%~2.0%，Si:0.1%~1.5%，S≤0.03%，P≤0.035%，其余为铁；制备方法包括：电弧炉-AOD炉或真空感应炉-真空自耗炉或真空感应炉-电渣炉冶炼或以上冶炼工艺的组合方法冶炼、热轧成型和固溶处理；制备过程中无须特殊的工艺装备，生产工艺简单有效，具有良好的经济效益和社会效益。CN109652734ACN109652734A权利要求书1/1页1.一种高硼不锈钢，其特征在于，包括以下质量百分数成分：B：0.5%~3.0%，C：0.01%~0.3%，Cr：18.0%~27.0%，Ni：4.8%~8.5%，Mn：0.1%~2.0%，Si：0.1%~1.5%，S≤0.03%，P≤0.035%，其余为铁。2.根据权利要求1所述的高硼不锈钢，其特征在于：所述高硼不锈钢的材料显微组织为奥氏体-铁素体双相组织基体与细颗粒状硼化物析出相。3.一种高硼不锈钢的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将原材料进行冶炼，对正在凝固的合金液进行电磁搅拌处理，合金液凝固得到高硼不锈钢铸锭；oo（2）将步骤（1）得到的高硼不锈钢铸锭在900C~1150C下进行高温退火处理；oo（3）在950C~1200C下对步骤(2)退火后的高硼不锈钢铸锭进行多道次热轧，每道次压下量20%~80%；oo（4）将步骤（3）热轧后的产品在950C~1150C下固溶处理，水淬，得到高硼不锈钢。4.根据权利要求3所述的高硼不锈钢的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述原材料为高纯铁、硅铁、锰铁、纯铬、纯镍和硼铁。5.根据权利要求3或4所述的高硼不锈钢的制备方法，其特征在于，步骤（1）中对原材料冶炼采用电弧炉-AOD炉、真空感应炉-真空自耗炉、真空感应炉-电渣炉冶炼或以上冶炼工艺的组合。6.根据权利要求3所述的高硼不锈钢的制备方法，其特征在于，步骤（2）中退火的保温时间t根据铸锭厚度h确定，t=（0.2~0.3）×h，保温时间的单位为小时，铸锭厚度的单位为毫米。7.根据权利要求3所述的高硼不锈钢的制备方法，其特征在于，步骤（3）中热轧的道次根据铸锭的初始厚度与目标成品厚度的差值确定。8.根据权利要求3所述的高硼不锈钢的制备方法，其特征在于，步骤（4）中固溶处理的保温时间t根据板材厚度h确定，t=（0.2~0.3）×h，保温时间的单位为小时，板材厚度的单位为毫米。2CN109652734A说明书1/5页一种高硼不锈钢及其制备方法技术领域[0001]本发明属于核辐射屏蔽领域，尤其涉及一种高硼不锈钢及其制备方法。背景技术[0002]核能作为高效清洁的绿色能源，在工业领域应用日趋广泛。越来越多的军用舰船乃至民用船舶选择核能作为动力源。相比于核电站堆，船用堆运行工况多变，且船舶内部空间较小、人员集中，核事故发生时对放射性物质处理困难，放射性物质极易扩散到船员工作和居住的舱室。因此，船用堆的安全性尤为重要。船用堆安全壳或反应堆舱是一个气密式钢制容器，它将一回路系统的主要设备和管道包容在内，是核辐射防护的最后一道屏障。[0003]依据中国核工业集团制定的《船用反应堆安全壳及其系统设计准则》，船用反应堆安全壳须具有支撑结构和辐射屏蔽功能一体化的性能。高硼不锈钢是一种较为理想的船用反应堆安全壳用核辐射防护材料，但为减轻重量和提升屏蔽效果，使用中要求高硼钢的厚度越来越薄和硼元素含量越来越高，且高硼钢须有较强的海洋耐受性。然而，硼在钢中的固溶度很低，硼在α-Fe和γ-Fe中的固溶度分