[发明专利]一种用于增加TP347HFG钢中片状碳化铌数量的方法

说明书

本发明提供了(A)对TP347HFG钢坯进行均匀化退火处理并轧制成后，加热到1200‑1300℃之间保温1‑3h，进行固溶处理；(B)冷却至980‑1100℃之间保温1‑3h进行时效处理，再加热到1200‑1300℃之间保温1‑3h进行固溶处理，出炉、进行穿管及后续轧制即可。通过本发明这种固溶‑时效的循环处理，能促使破碎的液析碳化铌颗粒溶解，并在晶界上获得片状的碳化铌，在后续穿管和轧制过程中，这种片状碳化铌破碎成细小的碳化铌颗粒，有利于减少液析碳化铌对钢高温性能的不利影响。

技术领域

本发明涉及材料工程领域，具体而言，涉及一种用于增加TP347HFG钢中片状碳化铌数量的方法。

背景技术

随着发电技术的进步，发电机组的温度越来越高，超超临界机组对所用材料提出了越来越高的要求，TP347HFG钢管是用于超超临界发电机组的一种重要材料，因此TP347HFG钢管的耐高温性能显得尤为重要。

铌是一种强碳化物形成元素，是TP347HFG钢中的主要成分之一。碳化铌(NbC)具有很好的高温稳定性，TP347HFG钢中含有较多的碳和铌，碳化铌在TP347HFG钢中主要有粗大的液析碳化铌和时效过程中析出的细小碳化铌两种，为了提高钢的高温性能，主要利用的是分布均匀且细小的碳化铌。

但是现有技术中，TP347HFG钢在冶炼后的浇注过程中，当温度低于液相线温度时，便有碳化铌逐渐析出，且在钢锭的1/2半径处形成粗大的碳化铌。经过均匀化退火、轧制和常规固溶处理后，部分液析碳化铌虽然转化为细小均匀分布的碳化铌，但残留的液析碳化铌依然比较粗大，这种粗大的碳化铌对钢的高温性能会产生不利影响，限制了TP347HFG钢材料的进一步应用。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于增加TP347HFG钢中片状碳化铌数量的方法，在钢坯均匀化退火处理和轧制成圆钢之后，将TP347HFG圆钢加热进行固溶处理，破碎后的大块液析碳化铌由于呈现凸面，曲率半径较小，会溶解在奥氏体中，使奥氏体中的铌和碳达到饱和，然后随炉冷却到时效温度进行时效处理，让奥氏体中溶解的铌和碳在奥氏体晶界和未溶解的大块碳化铌上析出。后续轧制前虽然也会加热进行固溶处理，使奥氏体中的铌和碳达到饱和，但此过程中大块液析碳化铌依然呈现凸面，溶解在奥氏体中的速度较快，晶界上析出的片状碳化铌曲率半径大甚至是凹面，在奥氏体中的溶解速度比大块液析碳化铌的慢，所以晶界上的碳化铌不会完全溶解而被保留下来。如果进一步进行循环固溶与时效处理，则由于固溶过程中晶界上的片状碳化铌在奥氏体中的溶解速度比大块液析碳化铌的慢，时效过程中的长大速度却与液析碳化铌的相当，从而使得循环过程中晶界上的片状碳化铌逐渐长大，而液析大块的碳化铌逐渐变小。最终通过本发明这种固溶-时效的循环处理能在晶界上获得片状的碳化铌。在后续穿管和轧制过程中，晶界上片状的碳化铌破碎成细小的碳化铌颗粒，对钢的高温性能有益，同时大块液析碳化铌变小也有利于改善钢的高温性能。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明提供了一种用于增加TP347HFG钢中片状碳化铌数量的方法，主要包括如下步骤：

(A)对TP347HFG钢坯进行均匀化退火处理并轧制后，加热到1200-1300℃之间保温1-3h，进行固溶处理；

(B)冷却至980-1100℃之间保温1-3h进行时效处理，再加热到1200-1300℃之间保温1-3h进行固溶处理，出炉、进行穿管及后续轧制即可。

TP347HFG钢依靠细小均匀分布的碳化铌获得优异的高温性能，现有技术中，TP347HFG钢中的液析碳化铌在轧制过程中破碎，在固溶处理过程中进一步缩小，但依然残留有粗大的碳化铌，这种粗大的碳化铌不仅本身对钢的高温性能有有害影响，而且由于减少了细小均匀分布的碳化铌的数量，也会对钢的高温性能产生不利影响。