一種GX8CrNi12鋼高溫鐵素體含量的控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及金屬材料領域，特別涉及一種GX8CrNil2鋼高溫鐵素體含量的控制方法。
【背景技術】
[0002]GX8CrNil2材料屬于一種鐵素體熱強鑄鋼，該鋼種具有良好的韌性、高溫熱強性，高溫下組織性能穩定，具有高溫抗氧化性及抗蒸汽腐蝕能力，主要用于核電機組的汽輪機上，使用環境惡劣，不僅要求其抗氧化，還要求能夠承受較大載荷，并且在高溫下仍能保持較高力學性能。該鋼種生產過程中，如果各種合金元素的含量和鑄造過程的冷卻速度控制不好，則鋼中容易出現由于包晶反應不完全而殘留至室溫的高溫鐵素體。
[0003]高溫鐵素體屬于軟化相，常分布于原奧氏體晶界，在受到拉伸、沖擊時往往為裂紋首先萌生的部位。由于高溫鐵素體生成溫度較高(多1400°C)，鑄造完成后的常規熱處理方法無法將其消除，只能存留至服役狀態，同時由于其止裂性能差，當裂紋產生后，就會沿著高溫鐵素體擴展，使材料的強度、塑性、韌性嚴重下降，降低材料的使用性能和使用壽命，直接影響核電機組運行過程中的可靠性和安全性，因此合理控制GX8CrNil2材料的微觀組織尤為重要。

【發明內容】

[0004]本發明的目的是提供一種GX8CrNil2鋼高溫鐵素體的控制方法，通過合理控制材料中的各組份的含量以實現對材料中高溫鐵素體的控制，從而提高材料的綜合性能。
[0005]本發明的目的是這樣實現的，一種GX8CrNil2鋼高溫鐵素體含量的控制方法，所述GX8CrNil2鋼的化學成分和質量百分含量為:C:0.055—0.1%，S1:0.2—0.4%，Mn:0.50-0.80%，P 彡 0.03%，S 彡 0.02%，Cr:11.5-12.5%，Mo:0.2—0.5%，Ni:0.8-1.5%，其余為鐵。
[0006]為進一步優化材料組份以控制材料中高溫鐵素體，所述GX8CrNil2鋼的化學成分中鎳當量Nieq和鉻當量Creq滿足Nieq ^ 3.75% ；Nieq/Creq ^ 0.29，其中，鎳當量Nieq和絡當量Creq分別按公式I和公式2計算:
Creq=Cr%+Mo%+l.5Si%公式 I ;
Nieq=30C%+Ni%+ 0.5Mn%公式 2。
[0007]本發明的GX8CrNil2鋼的合金成分中，鎳、碳、錳屬于奧氏體化元素，促進奧氏體的形成和穩定，擴大奧氏體的相區；鉻、鉬和硅屬于鐵素體化元素，促進鐵素體形成和穩定，擴大高溫鐵素體相區。本發明根據各元素促進鐵素體和奧氏體的能力不同，將各元素等效為鎳當量和鉻當量。通過控制鎳當量與鉻當量的比值來綜合控制鐵素體化元素含量和奧氏體化元素含量，使材料在平衡狀態相圖中能完全消除高溫鐵素體。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發明的GX8CrNil2鋼實施例1的金相組織圖。
[0009]圖2為本發明的GX8CrNil2鋼實施例1的金相組織圖。
[0010]圖3為本發明的GX8CrNil2鋼實施例1的金相組織圖。
[0011]圖4為本發明的GX8CrNil2鋼實施例1的金相組織圖。
【具體實施方式】
[0012]實施例1
本實施例的GX8CrNil2鋼高溫鐵素體含量的控制方法，其中，GX8CrNil2鋼的化學成分和質量百分含量為:C:0.092%，Si:0.304%，Mn:0.583%，P:0.013%，S0.005%，Cr:12.18%，Mo:0.376%，N1:1.22%，其余為鐵，并且按式 I 和式 2 算得 Creq=13.012，Nieq=4.272，Nieq/Creq=0.328。本實施例的材料澆注成試塊后經1040°C正火+710°C回火處理，得到回火馬氏體組織，金相中無高溫鐵素體，如圖1所示。
[0013]實施例2
本實施例的GX8CrNil2鋼高溫鐵素體含量的控制方法，其中，GX8CrNil2鋼的化學成分和質量百分含量為:C:0.088%，Si:0.231%，Mn:0.597%，P:0.014%，S:0.008%，Cr:12.17%，Mo:0.424%，N1:1.18%，其余為鐵，并且按式 I 和式 2 算得 Creq=12.941，Nieq=4.119，Nieq/Creq=0.318。本實施例的材料澆注成試塊后經1040°C正火+710°C回火處理，得到回火馬氏體組織，金相中無高溫鐵素體，如圖2所示。
[0014]實施例3
本實施例的GX8CrNil2鋼高溫鐵素體含量的控制方法，其中，GX8CrNil2鋼的化學成分和質量百分含量為:C:0.078%，Si:0.293%，Mn:0.594%，P:0.013%，S:0.0025%, Cr:11.95%，Mo:0.333%，N1:1.20%，其余為鐵，并且按式 I 和式 2 算得 Creq=12.722，Nieq=3.842，Nieq/Creq=0.302。本實施例的材料澆注成試塊后，經1000°C正火+710°C回火處理，得到回火馬氏體組織，金相中無高溫鐵素體，如圖3所示。
[0015]實施例4
本實施例的GX8CrNil2鋼高溫鐵素體含量的控制方法，其中，GX8CrNil2鋼的化學成分和質量百分含量為:C:0.083%，Si:0.241%，Mn:0.697%，P:0.0102%，S:0.0077%，Cr:12.26%，Mo:0.299%，N1:1.41%，其余為鐵，并且按式 I 和式 2 算得 Creq=12.919，Nieq=4.257，Nieq/Creq=0.329。本實施例的材料澆注成試塊后經1000°C正火+710°C回火處理，得到回火馬氏體組織，金相中無高溫鐵素體，如圖4所示。
【主權項】
1.一種GX8CrNil2鋼高溫鐵素體含量的控制方法，其特征在于，所述GX8CrNil2鋼的化學成分和質量百分含量為:C%:0.055—0.1，Si%:0.2—0.4%, Mn:0.50-0.80，P% ( 0.03，S% ( 0.02，Cr%:11.5-12.5，Mo%:0.2—0.5，Ni%:0.8-1.5，其余為鐵，所述組份的質量百分比和為100%。2.根據權利要求1所述的GX8CrNil2鋼高溫鐵素體含量的控制方法，其特征在于，所述GX8CrNil2鋼的化學成分中鎳當量Nieq和鉻當量Creq滿足Nieq彡3.75% ；Nieq/Creq多0.29，其中，鎳當量Nieq和絡當量Creq分別按公式I和公式2計算: Creq=Cr%+Mo%+l.5Si%公式 I ; Nieq=30C%+Ni%+ 0.5Mn%公式 2。
【專利摘要】本發明涉及金屬材料領域內一種GX8CrNi12鋼高溫鐵素體含量的控制方法，所述GX8CrNi12鋼的化學成分和質量百分含量為：C%：0.055-0.？1，Si%：0.2-0.4%，Mn：0.50-0.80，P%≤0.03，S%≤0.02，Cr%：11.5-12.5，Mo%：0.2-0.5，Ni%：0.8-1.5，其余為鐵，所述組份的質量百分比和為100%。本發明的GX8CrNi12鋼，通過合理控制材料中的各組份的含量以實現對材料中高溫鐵素體的控制，從而提高材料的綜合性能。
【IPC分類】C22C38/44
【公開號】CN105112795
【申請號】CN201510537904
【發明人】楊愛寧, 李少雨, 馮周榮
【申請人】共享鑄鋼有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年8月28日