[发明专利]一种马氏体耐热钢

说明书

技术领域

本发明属于耐热钢的制造领域，特别是提供了一种马氏体耐热钢，制备工作在高温燃气或蒸汽腐蚀环境中的叶片材料。

背景技术

在现有技术中，工作在高温燃气或蒸汽腐蚀环境中的叶片材料，按使用温度的不同，主要有马氏体耐热钢、奥氏体耐热钢和高温合金。马氏体耐热钢主要使用在温度不超过600℃的工况下，根据不同的腐蚀环境，主要使用12％Cr型、17％Cr型二种马氏体耐热钢。17％Cr型马氏体耐热钢主要使用在对耐蚀性要求较高的环境中，最早的主要牌号有1Cr17Ni2、1Cr17Ni3，但由于没有除Cr外的其它强化元素，高温回火后的力学性能较低，其零件使用温度通常不超过450℃。为提高其高温回火后的性能，添加Mo、N，发展了1Cr16Ni2MoN钢种，该钢经550～590℃中温回火后的力学性能较高，现已广泛用作于燃气轮机的叶片材料。叶片的最终热处理的回火温度通常高于其使用温度50～100℃，虽然1Cr16Ni2MoN耐热钢在600℃以下温度具有优良的耐高温燃气或蒸汽腐蚀性能，但由于该钢种经640～660℃高温回火后的力学性能较低，限制了其使用温度范围，仅用于制造工作温度在500℃以下使用的叶片。现有技术中，钢的强化主要是Cr₂₃C₆的析出强化和Mo的固溶强化，N为奥氏体形成元素，主要起固溶强化作用，当N控制在中下限时，640～660℃高温回火后的力学性能较高，但此时的δ铁素体含量增加，严重危害了疲劳性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种马氏体耐热钢，通过对1Cr16Ni2MoN耐热钢的纳米析出相强化实现显著提高高温回火后力学性能，得到一种新型马氏体耐热钢，其化学成分见表1所示。

表1一种新型马氏体耐热钢化学成分/wt％

  C  Si  Mn  S  P  Cr  Ni  Mo  N  V  余量  0.12  ～0.18  ≤0.6  ≤0.6  ≤0.02  ≤0.03  15.0  ～16.5  2.0  ～2.5  0.90  ～1.30  0.06  ～0.10  0.05  ～0.20  Fe