一种核聚变堆用大吨级高Ta低活化马氏体钢及其制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103160745A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103160745103160745A(43)申请公布日2013.06.19(21)申请号201310058779.8C22C38/54(2006.01)(22)申请日2013.02.25C22C38/60(2006.01)C22C33/04(2006.01)(71)申请人宝钢特种材料有限公司地址200940上海市宝山区水产路1269号(72)发明人张甫飞陈志强吴江枫陆青林杨桦杨庆(74)专利代理机构上海开祺知识产权代理有限公司31114代理人竺明(51)Int.Cl.C22C38/32(2006.01)C22C38/30(2006.01)C22C38/26(2006.01)C22C38/48(2006.01)C22C38/52(2006.01)权利要求书1页权利要求书1页说明书11页说明书11页(54)发明名称一种核聚变堆用大吨级高Ta低活化马氏体钢及其制造方法(57)摘要本发明提供了一种核聚变堆用大吨级高Ta低活化马氏体钢，其化学成分具有高Ta含量。本发明通过选用优质的合金原料、采用砖制真空感应炉炉胆以控制Al、B等残余元素、采用真空感应冶炼和高真空(≤5μ)且电磁搅拌下在一定时间内分次加入Ta的方法控制Ta等成分的均匀性、在极低的真空条件(设定值为0Torr)下采用自耗重熔精炼工艺来控制其中气体和杂质元素的含量，最终获得核聚变堆用大吨级(4.5吨)超纯净高Ta低活化马氏体钢，自耗钢锭退火后加工成材取样测试其室温力学性能为：Rm≥1300MPa，Rp0.2≥950MPa，A≥14％，Z≥50％，Akv≥15J，实现了CLAM钢的工业化制造。CN103160745ACN1036745ACN103160745A权利要求书1/1页1.一种核聚变堆用大吨级高Ta低活化马氏体钢，其化学成分重量百分含量为：C0.06-0.14％，Mn0.20-0.80％，Si≤0.20％，S≤0.010％，P≤0.010％，Ni≤0.20％，Cr8.00-10.0％，W1.10-1.90％，V0.10-0.30％，Ta0.10-0.20％，Cu≤0.10％，Co≤0.01％，Mo≤0.01％，Nb≤0.01％，Al≤0.03％，B≤0.001％，Ag≤0.001％，Sn≤0.01％，As≤0.01％，Sb≤0.01％，N≤0.02％，O≤0.005％，其余为Fe和不可避免的杂质；所述核聚变堆用大吨级高Ta低活化马氏体钢的室温力学性能为：Rm≥1300MPa，Rp0.2≥950MPa，A≥14％，Z≥50％，Akv≥15J。2.如权利要求1所述的核聚变堆用大吨级高Ta低活化马氏体钢，其特征在于，所述的大吨级可高达4.5吨的级别。3.如权利要求1或2所述的核聚变堆用大吨级高Ta低活化马氏体钢的制造方法，包括如下步骤：(1)真空感应冶炼先采用工业纯铁多次清洗由耐火砖砌成的真空感应炉炉肌，再按照上述核聚变堆用大吨级高Ta低活化马氏体钢的成分配比，在已洗炉后的真空感应炉中加入铁，抽真空至20μ以下时通电熔化铁，待铁熔清后依次加入除钽外的其他元素，然后在真空度≤5μ且电磁搅拌条件下在20-40分钟内分3-6次加入金属钽，精炼15-30分钟并调整合金成分达到配比要求；(2)真空自秏冶炼将真空感应冶炼获得的钢液浇铸成两根等重的电极棒，然后进行退火、表面精整处理，精整后的电极棒与辅助电极焊接后在真空条件下进行自秏重熔精炼获得自秏钢锭；所获自秏钢锭依次经退火、表面精整后，获得精整钢锭；其中，真空条件为真空计的设定值为0Torr，自秏重熔精炼的工作电压为24-28V，电流4000-7000A；(3)锻造成材将步骤(2)获得的精整钢锭在1140℃-1180℃下进行锻造加工，获得核聚变堆用大吨级高Ta低活化马氏体钢棒材；或者，将步骤(2)获得的精整钢锭在1140℃-1180℃下保温3-5小时，锻造开坯，然后在1130℃-1170℃下保温1.0-3.0小时，热轧成板材，获得核聚变堆用大吨级高Ta低活化马氏体钢板材。4.如权利要求3所述的核聚变堆用大吨级高Ta低活化马氏体钢的制造方法，其特征在于，步骤(1)中，所述依次加入除钽外的其他元素的方法为：依次加入除钽外的金属铬、金属钨、钒铁、碳及其他元素。5.如权利要求3所述的核聚变堆用大吨级高Ta低活化马氏体钢的制造方法，其特征在于，步骤(2)中，自秏钢锭退火的温度为670-690℃。6.如权利要求3所述的核聚变堆用大吨级高Ta低活化马氏体钢的制造方法，其特征在于，步骤(2)中，精整后的电极棒焊接的方式为：将精整后的电极棒的尾部与辅助电极焊接起来。7.如权利要求3-6任一所述的核聚变堆用大吨级高Ta低活化马氏