[发明专利]高铬铁素体耐热钢及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高铬铁素体耐热钢及其制备方法。该高铬铁素体耐热钢包括按重量百分比计的如下化学成分：C：0.06～0.08％，Si：0.7～0.8％，Mn：0.7～0.9％，Cr：6～8％，Al：0.7～0.9％，其余为Fe及不可避免杂质。本发明的高铬铁素体耐热钢及其制备方法通过加入Al，并相应地提高Cr的含量，能够提高耐热钢的高温抗氧化性能，同时对C、Si、Mn、P和S的含量进行调整控制，能够生产出在室温条件下屈服强度大于250MPa、抗拉强度大于550MPa、以及伸长率为18～25％，并具有优异的抗高温氧化性能和焊接性能的高铬铁素体耐热钢，且制备成本低，能广泛运用于制造火电站塔式锅炉连接件。

技术领域

本发明涉及铁素体耐热钢技术领域，尤其涉及一种高铬铁素体耐热钢及其制备方法。

背景技术

火力发电设备通常由电站锅炉、汽轮机、发电机和相应的辅机配套构成，由于各个部件的结构及性能不同，各个部件的运行条件存在较大差异，火力发电设备用钢种类较多，耗钢量大。火力发电设备在实际使用过程中，有些部件需要长期在高温高压条件下运行，有些部件需要在高速旋转条件下承受扭矩和冲击载荷的作用，有些部件则需要在烟汽水等腐蚀介质条件下工作，因此，火力发电设备中不同部件具有不同的性能要求。

由于超超临界参数机组能更大程度地节约能源和提高热效率，且机组的单机容量和蒸汽参数较高，随着火力发电技术的不断发展，超超临界参数机组的使用日益增多。但由于超超临界参数机组对火力发电设备用钢的性能要求较高，例如，火电站塔式锅炉受热面过热器、再热器、省煤器和水冷壁等管材之间需要大量的金属固定件进行连接，在超超临界参数机组中，由于锅炉温度和压力等参数提高，要求用于连接的金属固定件应具有较好的耐高温氧化性能、热强性能、耐蚀性和焊接性能，此时，传统的火力发电设备用钢如铁素体耐热钢1Cr5Mo无法满足使用要求，存在氧化严重和焊缝开裂等问题，若采用高合金含量的耐热不锈钢进行替换，则会导致材料成本过高。

公开号为CN101613832A、名称为《铁素体类耐热钢材》的中国专利文献公开了一种铁素体类耐热钢材，该铁素体类耐热钢材在传统铁素体耐热钢的基础上，通过提高Cr含量至9％以上，同时添加Co、V、Nb、Mo、W等元素提高强度和抗高温腐蚀性能，但由于该材料包含Co、Mo和W，成本过高，经济性较差，且焊接性能较差。

公开号为CN102994888A、名称为《新型高铬铁素体耐热钢及形变热处理工艺》的中国专利文献公开了一种新型高铬铁素体耐热钢，该新型高铬铁素体耐热钢以9Cr钢为基础，添加大量Cu、V、Nb、Ti析出强化元素，同时采用特殊的形变热处理工艺促进具有良好热稳定性的MX相的析出，从而提高钢的高温性能，然而该材料的氧化膜结构不稳定，高温抗氧化性能较差。

申请号为JP58135723、名称为《高铬耐热钢》的日本专利文献公开了一种高铬耐热钢，该高铬耐热钢将Cr含量提高到12％，通过复合添加W、Co、Mo、Nb、B、N等合金元素形成多相结构，通过沉淀强化和固溶强化的复合强化方式提高材料蠕变强度，然而该材料析出相种类繁多，在长期使用过程中会导致组织稳定性变差。

因此，有必要提供一种抗氧化性能优异且生产制造成本低的经济型铁素体耐热钢及其制备方法，以解决现有材料耐高温氧化性能差和焊接性能差等问题，并解决材料在冶炼、热加工、以及热处理等加工制备方面的难题，以满足火电站塔式锅炉连接件的使用要求。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种高铬铁素体耐热钢及其制备方法。

为此本发明公开了一种高铬铁素体耐热钢。该高铬铁素体耐热钢包括按重量百分比计的如下化学成分：

C：0.06～0.08％，Si：0.7～0.8％，Mn：0.7～0.9％，Cr：6～8％，Al：0.7～0.9％，其余为Fe及不可避免杂质。

此外，本发明还公开了一种用于制造上述高铬铁素体耐热钢的高铬铁素体耐热钢制备方法。该制备方法包括如下步骤：