一種高壓鍋爐用12Cr2Mo無(wú)縫鋼管材料及其熱處理方法

　　【技術(shù)領(lǐng)域】

　　[0001] 本發(fā)明涉及冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高壓鍋爐用12Cr2Mo無(wú)縫鋼管材料及其 熱處理方法。

　　【背景技術(shù)】

　　[0002] 12Cr2Mo主要用于高壓鍋爐管上，其在國(guó)內(nèi)外火電、核電和壓力容器上都得到廣泛 的應(yīng)用。該鋼種對(duì)熱處理不敏感，有較高的持久塑性和良好的焊接性能。其主要用于300、 600MW等大容量電站鍋爐管壁溫度< 580°C的過(guò)熱器及管壁溫度< 540°C壁的蒸汽管道和 聯(lián)箱，由于鍋爐管處于高溫高壓下工作，在溫度和壓力長(zhǎng)期作用下，這些零部件將產(chǎn)生蠕 變，并有可能發(fā)生持久斷裂，同時(shí)管子在高溫?zé)煔夂退羝淖饔孟乱矊l(fā)生氧化和腐蝕， 因此，不斷要求管子具有良好的高溫持久強(qiáng)度、持久塑性、高溫蠕變極限，而且還要求高溫 下具有良好的抗氧化和耐腐蝕性能，而這些性能和材料的成分和后續(xù)的熱處理具有極大的 關(guān)系，因此高壓鍋爐管用12Cr2Mo的開(kāi)發(fā)具有非常重要的意義。

　　【發(fā)明內(nèi)容】

　　[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種高壓鍋爐用12Cr2Mo無(wú)縫鋼管材料。

　　[0004] 為達(dá)以上目的，本發(fā)明一種高壓鍋爐用12Cr2Mo無(wú)縫鋼管，其化學(xué)成分質(zhì)量 百分?jǐn)?shù)為：C0? 08 % ~0? 13%、Si0? 17 ~0? 37%、Mn0? 40 ~0? 60%、P彡 0? 020 %、 S彡 0.015%、Cr2.1 ~2. 3%、Mo0.95-1. 10%其余為Fe，質(zhì)量分?jǐn)?shù)共計(jì) 100%。

　　[0005] 進(jìn)一步：所述高壓鍋爐用12Cr2Mo無(wú)縫鋼管材料的化學(xué)成分質(zhì)量百分含量為： C0? 08%、Si0? 17%、Mn0? 40%、Cr2. 1%、Mo0? 95%、P0? 010%、S0? 008%，其余為Fe，質(zhì)量分?jǐn)?shù)共計(jì) 100% ;或者，C0? 10%、Si0.20%、Mn0.43%、Cr2. 15%、Mo0.98%、 P0.012%、S0.010%其余為Fe，質(zhì)量分?jǐn)?shù)共計(jì)為 100% ;或者，C0? 11%、Si0.27%、Mn 0.50%、Cr2.20%、M〇 1.03、P0.015%、S0.011%、其余為？6，質(zhì)量分?jǐn)?shù)共計(jì)為100%;或 者，C0.12%、Si0.32%、Mn0.55%、Cr2.25%、M〇1.07%、P0.018%、S0.013% 其余為 Fe，質(zhì)量分?jǐn)?shù)共計(jì)為 100% ;或者，C0? 13%、Si0? 37%、Mn0? 60%、Cr2. 3%、Mo1. 10%、 P0.02%、S0.015%其余為Fe，質(zhì)量分?jǐn)?shù)共計(jì)為100%。

　　[0006] 本發(fā)明解決的另一技術(shù)問(wèn)題是提供一種高壓鍋爐用12Cr2Mo無(wú)縫鋼管的熱處理 方法。

　　[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

　　[0008] 一種高壓鍋爐用12Cr2Mo無(wú)縫鋼管的熱處理方法，包括：正火保溫一定的時(shí)間后 隨爐冷至某一溫度然后空冷，然后在某一溫度下回火。得到的12Cr2Mo無(wú)縫鋼管材料化學(xué) 成分的質(zhì)量百分含量包括為：C0? 08%~0? 13%、Si0? 17~0? 37%、Mn0? 40~0? 60%、 P彡 0.020%、S彡 0.015%、Cr2.1 ~2. 3%、Mo0.95-1. 10%其余為Fe，質(zhì)量分?jǐn)?shù)共計(jì) 100%〇

　　[0009] 進(jìn)一步，所述正火保溫正火制度為正火溫度為940°C，然后在熱處理爐中保溫 40min〇

　　[0010] 進(jìn)一步，所述的隨爐冷制度為正火保溫后隨爐冷至740°c，然后空冷至室溫。

　　[0011] 進(jìn)一步，所述回火制度為在740°C下回火，然后保溫90min，出爐空冷。

　　[0012] 本發(fā)明的技術(shù)效果如下：

　　[0013] 本發(fā)明的高壓鍋爐用12Cr2Mo無(wú)縫鋼管材料及其熱處理方法，通過(guò)Cr和Mo的 配合使用，可以提高材料高溫持久強(qiáng)度、持久塑性、高溫蠕變極限，而且高溫下具有良好的 抗氧化和耐腐蝕性能；正火后隨爐冷至740°C可以避免傳統(tǒng)的正火后直接空冷而出現(xiàn)貝氏 體，讓材料在鐵素體珠光體區(qū)間充分轉(zhuǎn)變，避免材料強(qiáng)度過(guò)高而降低其在高溫工況下的持 久強(qiáng)度，持久塑性等，提高材料的高溫性能。

　　【具體實(shí)施方式】

　　[0014] 以下結(jié)合實(shí)施例，按本發(fā)明對(duì)高壓鍋爐用12Cr2Mo無(wú)縫鋼管材料對(duì)化學(xué)成分的要 求，采用現(xiàn)有的技術(shù)進(jìn)行冶煉、連鑄和軋制。

　　[0015] 具體工藝流程為：鐵水預(yù)處理一轉(zhuǎn)爐冶煉一LF精煉一VD脫氣一圓坯連鑄一圓坯 據(jù)切一圓還加熱一圓還穿孔乳管一張力減徑一取樣一冷卻一切頭尾一矯直一探傷一熱處 理。上述工藝流程的具體工藝參數(shù)如下：轉(zhuǎn)爐冶煉采用預(yù)脫硫鐵水，按照預(yù)脫硫鐵水和廢 鋼的質(zhì)量比為9:1的比例加入，采用單渣冶煉工藝，終渣堿度控制為3. 1。LF精煉全過(guò)程正 常吹氬氣。根據(jù)轉(zhuǎn)爐鋼水成分及溫度進(jìn)行造渣脫硫同時(shí)對(duì)成分進(jìn)行微調(diào)。VD脫氣的深真 空彡0.lOKPa，深真空時(shí)間彡18分鐘，過(guò)冷度AT彡30°C，VD脫氣結(jié)束后按每100t脫氣后 的鋼水喂150米硅鈣線。喂線后保證軟吹時(shí)間多10分鐘，以保證夾雜物能夠變性并充分上 浮。連鑄過(guò)程采用恒定拉速，速度控制在每分鐘1.5米。圓坯加熱溫度為1230~1280°C， 穿孔溫度為1220~1260°C，連軋溫度為1000~1150°C，張力減徑溫度為850°C~900°C， 保證終軋溫度彡850 °C。

　　[0016] 上述過(guò)程生產(chǎn)的高壓鍋爐用12Cr2Mo無(wú)縫鋼管質(zhì)量百分含量為：C0.08%~ 0? 13 %、Si0? 17 ~0? 37 %、Mn0? 40 ~0? 60 %、P彡 0? 020 %、S彡 0? 015 %、Cr2. 1 ~ 2. 3%、Mo0.95-1. 10%其余為Fe，質(zhì)量分?jǐn)?shù)共計(jì)100%。通過(guò)Cr和Mo適當(dāng)?shù)呐浔葋?lái)使材 料具有良好高溫持久強(qiáng)度、持久塑性、高溫蠕變極限等高溫性能。

　　[0017] 對(duì)各實(shí)例的化學(xué)成分進(jìn)行檢測(cè)，化學(xué)成分質(zhì)量百分比如表1所示：

　　[0018] 表1各不例化學(xué)成分（％ )

　　[0019]

　　【主權(quán)項(xiàng)】

　　1. 一種高壓鍋爐用12Cr2Mo無(wú)縫鋼管材料，其特征在于：所述鋼管化學(xué)成分質(zhì)量 百分比為：C 0.08 % ~0.13%、Si 0.17 ~0.37%、Mn 0.40 ~0.60%、P 彡 0.020%、 5彡0.015%、0 2.1~2.3%、]?〇0.95-1.10%，其余為卩6。

　　2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓鍋爐用12Cr2Mo無(wú)縫鋼管材料，其特征在于：所述鋼 管化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：C 0.11%、Si 0.27%、Mn 0.50%、P 0.015%、S 0.011%、Cr 2. 20%、Mo L 03,其余為 Fe。

　　3. -種制備如權(quán)利要求1或2所述高壓鍋爐用12Cr2Mo無(wú)縫鋼管的熱處理方法，其特 征在于：熱處理過(guò)程包括正火保溫后隨爐冷、空冷，最后回火。

　　4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓鍋爐用12Cr2Mo無(wú)縫鋼管的熱處理方法，其特征在于： 所述的正火制度為正火溫度為940°C，然后在熱處理爐中保溫40min。

　　5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓鍋爐用12Cr2Mo無(wú)縫鋼管的熱處理方法，其特征在于： 所述的隨爐冷制度為正火保溫后隨爐冷至740°C，然后空冷至室溫。

　　6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓鍋爐用12Cr2Mo無(wú)縫鋼管的熱處理方法，其特征在于： 所述回火制度為隨爐冷后在740°C下回火，然后保溫90min，出爐空冷。

　　【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種高壓鍋爐用12Cr2Mo無(wú)縫鋼管材料及其熱處理方法，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分含量為：C 0.08％～0.13％、Si 0.17～0.37％、Mn 0.40～0.60％、P≤0.020％、S≤0.015％、Cr 2.1～2.3％、Mo 0.95-1.10％，其余為Fe，本發(fā)明還公開(kāi)了一種高壓鍋爐用12Cr2Mo無(wú)縫鋼管的熱處理方法，包括正火保溫后隨爐冷、空冷，最后回火，通過(guò)本熱處理方法，可以使材料具有良好的高溫持久強(qiáng)度、持久塑性、高溫蠕變極限，而且高溫下具有良好的抗氧化和耐腐蝕性能。

　　【IPC分類(lèi)】C22C38-22, C21D9-08, C21D6-00, C21D1-28

　　【公開(kāi)號(hào)】CN104831170

　　【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510190231

　　【發(fā)明人】馬愛(ài)清, 王金龍, 張行剛, 劉金, 石曉霞, 姚曉樂(lè), 孫文, 張學(xué)穎

　　【申請(qǐng)人】?jī)?nèi)蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司

　　【公開(kāi)日】2015年8月12日