[发明专利]一种含Re无缝Cr-Mo-V型合金钢管及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含Re无缝Cr-Mo-V型合金钢管及其生产方法，属于冶金材料领域。

背景技术

随着高压锅炉向高性能及长寿命方向发展，锅炉行业对高压锅炉管相应提出了更高的质量要求。表面质量好、精度高、组织和性能稳定是高压锅炉管适应市场需要的必要条件。耐热钢是高压锅炉管大型火力发电站的关键设备，高压管坯钢是电站有锅炉设备的专用材。由于其使用条件恶劣、技术要求苛刻，因此要求高压管坯钢不但具有良好的工艺性能，更要具有耐高温、高压、耐腐蚀、抗热疲劳性能等保持锅炉长期持久安全运行的技术条件。

目前，低合金耐热钢主要用于制造蒸汽温度在540℃以下的集箱、蒸汽管道，金属壁温不超过580℃的过热器、再热器及部分铸锻件，是高参数火力发电厂中应用最普遍的主蒸汽管道、再热器管道用钢。它的特点是含碳量较低，工艺性、导热性好，具有较高的持久强度和持久塑性。然而有时在长期高温作用下，此材料中大量的碳化物沿晶界析出并聚集粗化，材料产生高温断裂。实际运行过程中，有时还发生短期高温爆管现象。因此有必要开发出一种耐热钢，使其具有较高的耐高温持久强度和持久塑性，良好的抗氧化性能，耐一定介质腐蚀的能力，以及足够的韧性、可加工性、焊接性和组织稳定性，且无热脆倾向。Re是我国的优势特色资源，在钢中主要起着净化作用和合金化作用。因此考虑在钢中添加Re元素，使低碳低合金耐热钢具有优异的综合性能。目前，还未有与本发明体系相近专利。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有优异综合性能的含Re无缝Cr-Mo-V型合金钢管及其生产方法。

为实现上述目的，本发明是通过如下措施来实现：

一种含Re无缝Cr-Mo-V型合金钢管，其特征是：构成材料的质量百分比化学成分为：C 0.08～0.15；Si 0.19～0.36；Mn 0.40～0.70；Cr 0.95～1.20；V 0.15～0.30；Mo 0.25～0.35；Re 0.03～0.06；N≤0.015；P≤0.015；S≤0.005；O≤0.003，其余为Fe及不可避免的杂质，质量百分数总计100％，Re为Ce元素、La元素，或Ce、La的混合。

Cr元素在钢中主要是提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性，Mo元素主要提高钢的热强性。Cr、Mo配合加入，可以消除单独加Cr钢的石墨化敏感性，且对其它工艺性能无不良影响。少量的V元素加入铬钼钢中，可阻抑钢在高温下长期使用时Mo向碳化物中的扩散，从而提高钢的组织稳定性和热强性。该钢提高热强性的重要途径为固溶强化、碳化物相沉淀强化。钢中Cr、Mo元素不仅能提高α固溶体的高温强度，同时还阻止其它合金元素在固溶体中扩散，以及固溶体与碳化物之间扩散过程的进行，以保持固溶体的稳定化。V与Cr不同，在钢中一般不形成复杂的碳化物，而只与碳结合形成简单的碳化物。在低合金钢中，V强烈地与C结合，形成晶体结构和VC相同，而分子式相当V₄C₃的碳不饱和的、具有空位的碳化物。V的作用主要是由于通过适当的热处理后生成的V₄C₃细小颗粒，该细小颗粒能与基体保持共格关系，并在高温长期应力作用下又较为稳定，对钢的强化作用均能起良好作用。同时，细小弥散的碳化物颗粒均匀分布在基体上时，可获得高的热强性。在Cr-Mo-V钢中，V将碳固定后，促使Cr、Mo等合金元素更多地溶入固溶体中，从而又间接地加强固溶强化效用。Cr-Mo-V复合强化钢中，由于Cr对不同类型碳化物组成及分布的复杂影响，须使Cr、Mo、V含量维持在彼此相互作用的最佳值时，才能收到最佳的强化效果。因此Cr 、V、Mo分别控制在0.95～1.20%、0.15～0.30%、0.25～0.35%范围内较适宜。