[发明专利]一种细晶风电法兰用钢及其制造方法

说明书

本申请公开了一种细晶风电法兰用钢及其制造方法，属于钢铁冶金技术领域和机械制造技术领域。按重量百分比计，该细晶风电法兰用钢包括：C：0.13‑0.15％、Si：0.17‑0.40％、Mn：1.2‑1.6％、P≤0.025％、S≤0.003％、Nb：0.03‑0.05％、Al0.06％、Ce≤300ppm，La≤300ppm、H≤2ppm、O≤20ppm、N≤300ppm，余量为Fe和不可避免的杂质。本发明通过微合金化、La稀土元素的加入及其其他元素的含量配比，一方面通过稀土硫氧化物细化凝固组织，细化晶粒尺寸；另一方面在热成型和热处理过程中控制AlN沿晶析出行为，实现全流程组织细化，同时提高了法兰的强度和韧性。

技术领域

本申请涉及一种细晶风电法兰用钢及其制造方法，属于钢铁冶金技术领域和机械制造技术领域。

背景技术

风能蕴藏着巨大的能量，是一种清洁的可再生能源，所以风力发电受到(包括中国在内)各个国家的普遍重视。风电法兰是用于连接塔筒、轮毂、轮毂、叶片的重要部件，是风电机组的关键核心结构件之一。

随着风力发电行业的快速发展，新建风场选址区域的环境越来越恶劣，风电机组往往要经受高寒、高湿度、风沙和盐腐蚀等极端气候考验。面对极端气候，法兰的质量直接决定了风电机组的安全。因此，人们对风电法兰的要求也越来越严苛，不仅要严格控制风电法兰的原料、加工生产过程，同时要不断提高法兰钢的材料性能。

专利公开号CN107058877A公布了一种低温环境用风电法兰制作方法，其化学成分：C:0.08-0.16％，Si:0.15-0.30％，Mn:1.00-1.60％，P:≤0.020％,S:≤0.015％，V:≤0.12％，Nb:≤0.05％，Ni:≤0.50％，Cr:≤0.20％，Cu:≤0.25％，Als:≥0.015％，Mo≤0.10％，Ti：≤0.010％。该发明通过优化化学成分，优化锻造成型工艺和热处理工艺，制造出的法兰性能满足-60℃低温冲击性能要求。但该发明缺少控制钢锭凝固组织的措施，粗大的凝固组织可能会遗传至最终产品，影响质量稳定性。

专利公开号CN11128668A公布了一种低成本高低温韧性稀土风电法兰用钢及其生产工艺，其化学成分：C：0.17-0.20％、Si：0.15-0.35％、Mn：1.20-1.40％、P≤0.015％、S≤0.005％、Nb:0.020-0.040％、Ce≤0.0010％、H≤2ppm、0≤15ppm、N≤60ppm。该发明通过加稀土微合金化，减少合金加入量，降低成本，改善铸坯组织和夹杂物形态，提高了法兰的低温韧性。该发明不足之处在于添加稀土含量较少，所以钢中固溶稀土更少，且仅含有的Ce稀土元素不能充分发挥稀土晶界净化作用，而且制备中得到的稀土复合夹杂物并不能抑制热变形和热处理过程中的晶粒长大行为。

发明内容

为了解决上述问题，提供了一种细晶风电法兰用钢及其制造方法，通过微合金化、La稀土元素的加入及其其他元素的含量配比，一方面通过稀土硫氧化物细化凝固组织，细化晶粒尺寸；另一方面在热成型和热处理过程中控制AlN沿晶析出行为，实现全流程组织细化，同时提高了法兰的强度和韧性。

根据本申请的一个方面，提供了一种细晶风电法兰用钢，按重量百分比计，包括：C：0.13-0.15％、Si：0.17-0.40％、Mn：1.2-1.6％、P≤0.025％、S≤0.003％、Nb：0.03-0.05％、Al0.06％、Ce≤300ppm，La≤300ppm、H≤2ppm、O≤20ppm、N≤300ppm，余量为Fe和不可避免的杂质。