[发明专利]一种大型燃汽轮机透平盘用不锈耐热钢及其锻件的制造方法

权利要求书

1.一种大型燃汽轮机透平盘用不锈耐热钢，其特征在于，所述耐热钢包含按质量百分比计的如下组分：C0.10～0.14％；Mn0.35～0.55％；Cr10.20～10.80％；Ni0.70～0.85％；Mo0.90～1.10％；V0.10～0.30％；N0.035～0.065％；W0.90～1.10％；Nb0.030～0.070％，余量为铁和不可避免的残余元素，其中，所述杂质的元素的质量百分比分别为Si≤0.15％；P≤0.010％；Al≤0.010％；S≤0.005％；Sb≤0.003％；Sn≤0.005％；As≤0.005％；O≤0.0035％；H≤0.00015％。

2.如权利要求1所述的不锈耐热钢，其特征在于，所述残余元素满足如下条件：J＝(W_Si+W_Mn)*(W_P+W_Sn)*10⁴<70，其中，W_Si、W_Mn、W_P、W_Sn分别为相应元素的质量百分比。

3.一种利用权利要求1所述的不锈耐热钢制造锻件的方法，其特征在于，包括如下步骤：电炉冶炼、电渣冶炼、锻造、退火、锻件热处理、机加工、性能检测、成品。

4.如权利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述电炉冶炼包括如下操作：

选用低S、P、As、Sb、Sn的含量的废钢或生铁，装入EAF电炉中熔炼，氧化法除P和Si，当钢中P≤0.003％后加入铬铁等合金料，溶清后取样分析，待Si≤0.15wt％、P≤0.005wt％，拉渣出第一炉钢液；

将所述第一炉钢液转移至AOD炉中，添加高碳铬铁、镍、钼铁或钨铁的合金料，先脱碳至碳含量为0.07～0.10wt％；再脱氧至氧含量为0.008wt％；控制还原Si≤0.10％；控制还原渣的碱度达到渣色为绿色后，取样分析成分，吹N至N含量不高于0.045wt％，得到第二炉钢液；

将所述第二炉钢液转入LF炉中微调合金成分至要求，造渣调整渣的碱度为白色，控制S≤0.002wt％，Si≤0.15wt％，P≤0.008wt％，得到第三炉钢液；

将所述第三炉钢液转入VD炉中，抽真空至66.7Pa时，在Ar气氛中搅拌下保持抽气不少于20min，控制H、O成分，测温取样分析成分；分析H≤0.00015wt％、N达到0.045-0.055wt％，在温度≥1570℃下得到第四炉钢液；

将所述第四炉钢液在保护渣和Ar气氛保护下浇注成电极，模冷16～22h后，将电极脱模，加热至热680～720℃，保温45～50小时后，以30～50℃/h的降温速率进行缓冷，其中，所述保护渣为SiO₂、Al₂O₃、CaO、Na₂O按重量比为50:20:25:5复配的混合物。

5.如权利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述电渣重熔冶炼包括如下操作：

将退火后的电极投入CaF₂-Al₂O₃-MgO的三元渣系中，控制熔速为10～14kg/min，得到电渣锭；

将所述电渣锭进行模冷4.0～4.8h，脱模后加热至680～720℃，保温45-50小时进行退火，退火结束后缓冷。

6.如权利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述锻造包括如下操作：

将退火后的电渣锭加热至1150～1190℃，保温8～14小时后锻造开坯；先将所述电渣锭锻造加工成Φ900mm棒材，再将所述棒材加热到1140～1180℃保温5～10h进行轮盘坯料加工，将所述轮盘坯料加工至600mm的高度后，回炉加热至1120～1150℃，保温2～6h后，盖上保温棉保温锻造，控制开锻温度不低于1100℃，停锻温度不低于900℃，一火锻成φ2050×190×520mm锻坯；

将所述锻坯加热到860～900℃保温14～20h，缓冷到680～740℃保温35～50h，再缓冷到室温后，重新加热到670～720℃保温25～40h后以30～50℃/h的降温速率进行缓冷。