[发明专利]一种1Cr11MoV叶片钢的生产工艺

说明书

本发明公布了一种1Cr11MoV叶片钢的生产工艺，包括以下步骤：(1)冶炼：采用非真空感应炉+炉外精炼，在出钢浇铸前随流加入稀土合金；(2)铸锭锻造/开坯：加热温度1150‑1230℃，开锻温度控制在1000‑1100℃，终锻温度控制在850‑950℃；(3)轧制：铸锭开坯后根据用户要求的规格进行热轧，热轧时坯料加热温度1100‑1200℃，开轧温度控制在950‑1080℃，终轧温度控制在800‑900℃；(4)退火：钢材热轧后空冷，退火温度600‑800℃，保温时间≥24h，出炉空冷。本发明大大缩短了现有叶片钢生产工艺的时间，提高了生产效率，且叶片钢的生产质量能够得到很好保证。

技术领域

本发明属于合金材料制备技术领域，具体涉及一种1Cr11MoV叶片钢的生产工艺。

背景技术

叶片是汽轮机的关键零件，它在极苛刻的条件下承受高温、高压、巨大的离心力、蒸汽力、蒸汽激振力、腐蚀和振动以及湿蒸汽区水滴冲蚀的共同作用。随着我国电站汽轮机大容量化，叶片的安全可靠性和高效性愈显得更加重要。

为了保证叶片用钢质量的安全可靠和高效率，很多钢厂采用非真空感应炉+炉外精炼+电渣重熔或其他重熔方式+锻造的工艺流程来保证钢水的纯净度和钢锭组织致密均匀，采用上述方法存在整个生产工序多，周期长，成本高；电渣重熔过程能耗高、污染重，不符合“节能减排”的总体规划。因此现阶段的叶片钢生产工艺亟待改进，而短流程、高效率的生产趋势势必会受到国家越来越多的重视。

发明内容

本发明的目的即在于提供一种既保证叶片用钢的质量安全可靠，又能简化工艺流程的改进方法。本发明方法取消了目前普遍采用的电渣重熔或保护性气氛电渣重熔等重熔方式，而是直接采用非真空感应炉+炉外精炼+锻造的方式进行生产，大大缩短了现有叶片钢生产工艺的时间，提高了生产效率，且叶片钢的生产质量能够得到很好保证。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种1Cr11MoV叶片钢的生产工艺，所述生产工艺包括在冶炼时采用非真空感应炉+炉外精炼，在出钢前加入稀土合金，进行后续锻造和热处理工艺。

由于本发明未采用电渣重熔工序，所以生产周期短，生产成本较低，按电渣重熔一吨铸锭用电800-900度计算，吨钢生产成本可节约费用约1740元。此外，由于本发明生产周期短，可显著提前交货期。

上述提及的1Cr11MoV叶片钢的生产工艺，具体包括以下步骤：

(1)冶炼：采用非真空感应炉+炉外精炼，在出钢浇铸前随流加入稀土合金，浇铸温度控制在1500-1600℃；

(2)铸锭锻造/开坯：加热温度1150-1230℃，开锻温度控制在1000-1100℃，终锻温度控制在850-950℃；

(3)轧制：铸锭开坯后根据用户要求的规格进行热轧，热轧时坯料加热温度1100-1200℃，开轧温度控制在950-1080℃，终轧温度控制在800-900℃；

(4)退火：钢材热轧后空冷，退火温度600-800℃，保温时间≥24h，出炉空冷。

本发明采用上述生产工艺来制备叶片钢，除了未采用电渣重熔精炼工艺从而显著缩短生产周期外，本发明还根据稀土在钢液中的净化原理，通过向钢中加入稀土合金，在钢水脱氧良好的前提下，稀土与钢中磷、砷、锡、锑、铋、铅等低熔点有害元素形成高熔点的稀土夹杂物，抑制这些有害元素在晶界偏聚。

本发明在炼钢过程中添加适量稀土合金，其主要作用有以下几方面：1、与钢中磷、砷、锡、锑、铋、铅等低熔点有害元素形成高熔点的球状稀土夹杂物，抑制这些有害元素在晶界偏聚，强化晶界，提高室温冲击韧性。2、稀土合金形成的高熔点的球状稀土夹杂物弥散分布在基体组织中，提高材料强度；同时弥散分布的高熔点夹杂物作为结晶核，“钉扎”在基体组织中起到细化晶粒的作用。