一种提高锅炉管用奥氏体耐热钢时效冲击韧性的热处理工艺.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CN107586931A(43)申请公布日2018.01.16(21)申请号201710828794.4C22C38/04(2006.01)(22)申请日2017.09.14(71)申请人西安热工研究院有限公司地址710032陕西省西安市碑林区兴庆路136号(72)发明人赵新宝杨征党莹樱张醒兴鲁金涛袁勇严靖博(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人安彦彦(51)Int.Cl.C21D6/00(2006.01)C22C38/48(2006.01)C22C38/58(2006.01)C22C38/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种提高锅炉管用奥氏体耐热钢时效冲击韧性的热处理工艺(57)摘要一种提高锅炉管用奥氏体耐热钢时效冲击韧性的热处理工艺，首先将奥氏体耐热钢在固溶温度下进行固溶处理，然后从固溶温度以1～5℃/min的速度冷却到600～700℃，最后冷却室温，其中，奥氏体钢为供货态HR3C合金。本发明在不降低合金拉伸性能的前提下，通过简单热处理工艺，提高了合金长期时效后的冲击韧性，增强了HR3C合金在电站锅炉运行的安全系数。CN107586931ACN107586931A权利要求书1/1页1.一种提高锅炉管用奥氏体耐热钢时效冲击韧性的热处理工艺，其特征在于，首先将锅炉管用奥氏体耐热钢在固溶温度下进行固溶处理，然后从固溶温度以1～5℃/min的速度冷却到600～700℃，最后冷却到室温，其中，奥氏体钢为供货态HR3C合金。2.根据权利要求1所述的一种提高奥氏体耐热钢时效冲击韧性的热处理工艺，其特征在于，固溶温度为880～950℃。3.根据权利要求2所述的一种提高奥氏体耐热钢时效冲击韧性的热处理工艺，其特征在于，固溶处理的时间为1～3分钟。4.根据权利要求1所述的一种提高奥氏体耐热钢时效冲击韧性的热处理工艺，其特征在于，最后冷却采用空冷到室温。5.根据权利要求1所述的一种提高奥氏体耐热钢时效冲击韧性的热处理工艺，其特征在于，按质量百分数计，HR3C合金的化学成分组成包括：0.04％≤C≤0.10％，Si≤0.75％，Mn≤2％，P≤0.030％，S≤0.030％，24.00％≤Cr≤26.00％，17.00％≤Ni≤23.00％，0.20％≤Nb≤0.60％，0.15％≤N≤0.35％，其余量为Fe。2CN107586931A说明书1/4页一种提高锅炉管用奥氏体耐热钢时效冲击韧性的热处理工艺技术领域[0001]本发明属于金属热处理，具体为一种提高锅炉管用奥氏体耐热钢时效冲击韧性的热处理工艺。背景技术[0002]为提高燃煤发电机组的热效率，降低排放、保护环境，大力发展超超临界电站是当前的有效重要途径之一。目前国内外已有近百台600℃超超临界机组服役，在其超超临界锅炉高温过热器、高温再热器段优先选用了奥氏体不锈钢HR3C、TP347HFG、Super304H等。HR3C合金采用Cr、Ni、Nb多元合金元素和C、N等微量元素复合强化，通过高Cr来提高合金的抗高温腐蚀和高温蒸汽氧化能力，采用形成大量的NbCrN和M23C6析出相的形成来提高材料的蠕变性能；其高温持久性能优于TP347HFG，抗氧化性能优于Super304H。[0003]HR3C合金长期服役和时效后的持久蠕变和拉伸性能测试结果表明，其持久和拉伸强度满足其设计和电站安全运行要求，但冲击韧性会显著降低，晶界脆化严重。由于HR3C合金元素和相组成的复杂性，合金在长期服役过程中会有脆性相析出，合金的组织稳定性降低，晶界处形成连续分布的板片状M23C6碳化物，析出相粗化长大造成晶界弱化，造成合金的冲击韧性显著降低。HR3C合金在650℃时效200h后，冲击韧性与供货态HR3C相比降低50％以上，500h时效后冲击韧性为供货态HR3C的30％左右，更长时间时效后冲击功会进一步降低。HR3C合金在650℃长期时效过程中合金的冲击韧性减小和组织稳定性降低会显著降低管材的寿命，严重时会发生爆管等，影响电厂的运行安全。发明内容[0004]针对超超临界电站锅炉管用奥氏体钢HR3C合金时效后冲击韧性显著降低的问题，本发明的目的在于提出一种提高锅炉管用奥氏体耐热钢时效冲击韧性的热处理工艺，提出通过调整合金的热处理制度，改善合金的晶界析出相特征，提高合金的室温冲击韧性，同时合金的拉伸性能仍保持良好。[0005]为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：[0006]一种提高锅炉管用奥氏体耐热钢时效冲击韧性的热处理工艺，首先将锅炉管用奥氏体耐热钢在固溶温度下进行固溶处理，然后从固溶温度以1～5℃/min的速度冷却到600～700℃，最后冷却到室温，其中，奥氏体钢为供货态HR3