[发明专利]一种高铬耐热合金的热处理工艺

说明书

一种高铬耐热合金的热处理工艺，包括以下步骤：将变形态耐热合金加热至晶界第二相溶解温度以上30℃以内，进行固溶处理30～120min，然后冷却；再加热至耐热合金完全奥氏体化温度以下10～40℃以内，进行时效处理4～12h，然后冷却。本发明的热处理获得的基体组织为奥氏体与马氏体双相组织，奥氏体体积分数在40～50％。晶界分布细小的不连续析出相，主要沿奥氏体与马氏体相邻的晶界析出，覆盖奥氏体与马氏体相邻晶界80％左右，宽度不超过200nm。奥氏体晶粒内分布大量细小析出相，平均尺寸不超过2μm，约占奥氏体体积分数30％以上；奥氏体与马氏体两相硬度均不低于300HV。

技术领域

本发明涉及耐热合金热处理领域，具体为一种高铬耐热合金的热处理工艺。

背景技术

为应对全球气候变暖，改善生态环境，需要积极开展低碳减排行动，而提高火电机组参数，是降低二氧化碳排放，提高热效率的有效途径之一。火电机组参数的提高，对锅炉关键高温部件的选材带来了更高的要求。

目前，已经商业运行的超超临界火电机组主要采用P91、P92、FB2等9Cr马氏体耐热合金。当蒸汽参数提高到650℃以上，9Cr马氏体耐热合金已不能满足材料的抗氧化性及抗烟气腐蚀要求，需要采用更高Cr含量的耐热合金，才能满足要求。当Cr含量提高时，往往会导致晶界析出相尺寸粗化，马氏体稳定性降低，持久性能下降等一些问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种高铬耐热合金的热处理工艺，获得的组织中析出相细小且稳定，奥氏体与马氏体两相硬度不低于300HV，具有良好的性能匹配。

本发明通过以下技术方案来实现：

一种高铬耐热合金的热处理工艺，包括以下步骤：

步骤1：将变形态耐热合金加热至晶界第二相溶解温度以上30℃以内，进行固溶处理30～120min，然后冷却；

步骤2：将固溶处理后的耐热合金加热至耐热合金完全奥氏体化温度以下10～40℃以内，进行时效处理4～12h，然后冷却。

本发明进一步的改进在于，变形态的耐热合金成分按重量百分比满足以下组分，C：0.05～0.08％，Cr：11.5～15％，Ni：0.9～1.6％，Mn：5～10％，Si：0.2～0.5％，B：0.003～0.007％，Mo：0.5～1.5％，W：4～6％，Cu：≤1.2％，Al：≤1.5％，余量为Fe。

本发明进一步的改进在于，以10～15℃/min升温速率加热至晶界第二相溶解温度以上30℃以内。

本发明进一步的改进在于，以5～10℃/min升温速率加热至耐热合金完全奥氏体化温度以下10～40℃以内。

本发明进一步的改进在于，步骤1和步骤2中的冷却采用水冷方式进行。

本发明进一步的改进在于，耐热合金完全奥氏体化温度通过热膨胀法进行测得。

本发明进一步的改进在于，晶界第二相溶解温度通过金相法或热分析法测得。

本发明进一步的改进在于，变形态耐热合金通过以下过程制得：将铸态合金加热至1050～1100℃内进行热轧，每道次的轧制变形量在15～20％之间，得到变形态耐热合金。

与现有技术相比，本发明具以下有益的技术效果：