[发明专利]一种汽轮机用耐热钢

说明书

本发明涉及金属材料领域，特别涉及一种汽轮机用耐热钢。所述耐热钢按质量百分含量包括如下化学元素：C 0.05％～0.15％，Mn≤0.15％，Cr 8.5％～10.0％，Co 2.5％～3.6％，W 2.5％～3.5％，V 0.10％～0.40％，Nb 0.01％～0.07％，N 0.002％‑0.030％，B 0.004％‑0.018％，Ni≤0.20％，Al≤0.02％，Ti≤0.02％，杂质≤0.185％，Fe 80％～88％；B的质量百分含量和N的质量百分含量比例为0.2～6.0。本发明的耐热钢可以满足工作温度为650℃及650℃以下的汽轮机部件的使用要求。

技术领域

本发明涉及金属材料领域，特别涉及一种汽轮机用耐热钢。

背景技术

目前，世界各国都在争相发展高参数的汽轮机机组。在过去几十年里，燃煤发电机组参数已由亚临界、超临界提升到620℃等级的超超临界参数，现在正在往更高等级汽轮机组发展。提高汽轮机蒸汽温度，高温零部件工作环境进一步恶化，对材料的高温性能提出更高的要求。

目前，汽轮机的最高蒸汽温度为620℃，已有可用的成熟材料，诸如转子锻件选用的材料为13Cr9Mo2Co1NiVNbNB(专利CN103074550)，其620℃/10万小时条件下的持久强度可以满足100MPa的要求。但是对于更高温度等级的汽轮机，目前尚没有可用的材料。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种汽轮机用耐热钢及其制备方法，可以满足工作温度650℃及650℃以下的汽轮机部件的使用要求。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明的一方面提供一种汽轮机用耐热钢，所述耐热钢按质量百分含量包括如下化学元素：C 0.05％～0.15％，Mn≤0.15％，Cr 8.5％～10.0％，Co 2.5％～3.6％，W 2.5％～3.5％，V 0.10％～0.40％，Nb 0.01％～0.07％，N0.002％-0.030％，B 0.004％-0.018％，Ni≤0.20％，Al≤0.02％，Ti≤0.02％，杂质≤0.185％，Fe 80％～88％；B的质量百分含量和N的质量百分含量比例为0.2～6.0。

在本发明的一些实施方式中，所述的杂质包括Si、P、S的一种或多种。

在本发明的一些实施方式中，以汽轮机用耐热钢的总质量为基准计，所述Si、P、Si对应的质量百分数分别是：Si≤0.15％，P≤0.020％，S≤0.015％。

在本发明的一些实施方式中，铬当量小于12.0％。

在本发明的一些实施方式中，所述耐热钢按质量百分含量包括如下化学元素：C0.05％-0.12％，Mn≤0.10％，Cr 8.5％-9.8％，Co 2.6％-3.2％，W 2.6％-3.2％，V0.10％-0.30％，Nb 0.02％-0.07％，N 0.004％-0.025％，B 0.006％-0.016％，Ni≤0.10％，Al≤0.010％，Ti ≤0.010％，杂质≤0.125％，Fe 82％～88％；B的质量百分含量和N的质量百分含量比例为0.3～3.0，铬当量小于9.0％。

在本发明的一些实施方式中，所述的杂质包括Si、P、S中的一种或多种，以汽轮机用耐热钢总质量为基准计，所述Si、P、S质量百分数分别是Si≤0.10％，P≤0.015％，S≤0.010％。

在本发明的第二方面，提供前述汽轮机用耐热钢的制备方法，经过冶炼、浇注、锻造或轧制工序得到型坯，并进行热处理。

在本发明的一些实施方式中，所述热处理采用一次淬火和两次回火工艺，淬火温度为1060℃～1160℃；第一次回火温度为540℃～660℃，第二次回火温度不低于660℃。

在本发明的一些实施方式中，所述热处理采用一次淬火和一次回火工艺，淬火温度为1060℃～1160℃；回火温度不低于660℃。