[发明专利]一种压力容器用热强合金钢锻圆及其制备方法

说明书

本发明公开了一种压力容器用热强合金钢锻圆，涉及合金领域，按质量百分数计，包括C0.19～0.23％，Mn0.60～0.80％，Si0.30～0.40％，P≤0.012％，S≤0.012％，Cr1.30～1.50％，Ni0.40～0.50％，Mo0.90～1.10％，Al0.02～0.05％，Cu≤0.30％，V0.25～0.35％，余量为Fe和不可避免的杂质，其具有较强的耐高温、高压以及耐腐蚀的性能，同时其制备方法较为简单适合规模化生产。

技术领域

本发明涉及合金领域，特别涉及一种压力容器热强合金及其制备方法。

背景技术

21CrMoV5-11是一种合金结构钢，属于热强钢，可在530℃左右长期工作，主要用于石油化工、煤转化、核电、汽轮机缸体、火电等使用条件苛刻、腐蚀介质的场合，如：锅炉、反应器、加热器、蒸汽发生器等。但与此同时，近年来，压力容器工业的发展趋势看，装备技术与装置正在逐步向大型化、高参数化发展，无疑对压力容器结构件的加工设备提出了更高的要求，为此有必要进一步提升21CrMoV5-11的耐高温、高压和耐腐蚀性的性能，以保证生产过程中安全性。

发明内容

本发明的目的是提供一种压力容器用热强合金钢锻圆，其具有较强的耐高温、高压的性能，同时其耐腐蚀能力也较强，适合用于压力容器生产使用，并且生产方法较为较为简便，适合规模化进行生产。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种压力容器用热强合金钢锻圆，按质量百分数计，包括C0.19～0.23％，Mn0.60～0.80％，Si0.30～0.40％，P≤0.012％，S≤0.012％，Cr1.30～1.50％，Ni0.40～0.50％，Mo0.90～1.10％，Al0.02～0.05％，Cu≤0.30％，V0.25～0.35％，余量为Fe和不可避免的杂质。

通过采用上述技术方案，通过采用上述技术方案，首先Cr能够有效地提高合金的淬透性，以获得所需的强度，并且Cr有助于提高合金的耐腐蚀的性能。而Ni也有助于提高合金的淬透性和改善低温韧性。再者，V以细小的碳化物形成存在时，能够细化晶粒，从而减小变形和改善韧性；当其融入于合金之后，并以固体形式存在时，能够有效提高淬透性及机械强度，有效地提高了合金的耐高温和耐高压的性能。

优选为，还包括Ce0.67～0.89％和Sn0.63～0.79％。

通过采用上述技术方案，铈不仅能够细化晶柱，增加塑性，改善加工性能，同时由于铈拥有较强亲锡能力，因而会优先与Sn化合，这些优先析出、分布均匀的化合物能够成为进一步的非均质形核中心，使得合金的组织进一步的细化，同时也减少了合金中块状的Cu₆Sn₆化合物的数量，改善了合金的组织分布，从而使合金的力学性能得到提高。尤其增强了合金的耐高温和高压的性能。

优选为，还包括Ca1.1～1.3％和In0.9～1.3％。

通过采用上述技术方案，Ca能与合金当中的多种组分进行组合，Ca与In形成共晶，且Ca在In中可溶解10％为性能优良的β固溶体，Ca-Cu形成包晶型二元状态，使得合金具备优良塑性、可变形加工。

一种压力容器用热强合金钢锻圆的制备方法，其包括以下步骤：

S1、按质量分数计，将含有C0.43～0.57％、Mn0.73～0.92％、P0.13～0.25％、S0.14～0.18％和Al0.15～0.21％的钢加入到转炉中进行冶炼，之后依次向转炉中加入人造石墨、脱氧剂、铜、硅、铬、镍、钼、铝、钒和其他金属元素，且全程从转炉炉底吹入Ar，控制氧压≥0.9Mpa，而冶炼的终点为C0.25～0.27％、P≤0.015％，铁水的温度达到1634～1648℃，之后进行出钢；