[发明专利]超超临界机组马氏体耐热钢及其真空感应炉冶炼工艺

权利要求书

1.一种超超临界机组马氏体耐热钢，其化学分子式为13Cr9Mo2Co1VNbNB，用于600℃/620℃/30Mpa第二代超超临界机组燃气轮机高温部件的制造，其特征在于：以重量百分比计，它包括如下组分：C:0.11~0.13，Si:0.22~0.27，Mn:0.82~0.95，P≤0.015，S≤0.008，Cr:9.2~9.5，Mo:1.45~1.58，Co:0.95~1.05，V:0.18~0.21，Ni:0.12~0.18，Nb:0.05~0.065，N:0.015~0.020，B:0.008~0.011，残余元素Cu≤0.10；Al≤0.020， As≤0.025；Sn≤0.015；Sb≤0.001；气体元素[H]≤0.0007；[O]≤0.0090；余量为Fe及不可避免的杂质。

2.一种超超临界机组马氏体耐热钢的真空感应炉冶炼工艺，本工艺用于冶炼如权利要求1所述的超超临界机组马氏体耐热钢，其特征在于：它包括以下内容：

（1）炉料：包含工业纯铁、金属铬、金属锰、金属钼、钒铁、金属钴、铌铁、硼铁、工业纯硅、电极块、氮化铬铁和镍板；冶金过程中加入的合金及辅料及砂箱使用前必须烘烤干燥；

（2）布料：坩埚外圈布放长度为750mm工业纯铁棒料，中间底部布放长度为100mm工业纯铁棒料，在下部布放金属钴、镍板，中部布放金属钼和全部电极块，中上部布放铌铁、钒铁、金属铬，上部布放长度为100mm工业纯铁棒料；装料要下紧上松，精心布料，便于自动塌料，防止架桥；

（3）熔化期：合炉逐级启动机械泵和罗茨泵，将炉内抽真空至10Pa以下；通水后通电，逐级升功率调整升温，升温速度为600℃/h，控制融化速度，较慢熔化，保证炉料充分预热而不使局部过热，炉料能充分去气而不产生喷溅，钢液面无气泡上浮；炉料全熔后测温1560~1570℃，保温3min，待炉料熔清，取样检测分析，钢液面平静，进入精炼期；

（4）精炼期：

a、全熔后，开动全部高真空泵进行抽气，控制好钢液的精炼温度1560~1570℃，保持10min后，根据分析结果调整钢液成分至C:0.11~0.13，Cr:9.2~9.5，Mo:1.45~1.58，Co:0.95~1.05，V:0.18~0.21，Ni:0.12~0.18，Nb:0.05~0.065，并加入工业纯硅；

b、保持10min后停止抽真空，充入氮气至9kPa，再充入氩气至混合气压达12kPa；加入电解锰1.9kg、氮化铬铁0.3kg，保证充分升温并搅拌5min，调整炉内温度至1560~1570℃，再次取样检测分析，根据分析结果调整钢液中除B以外的元素至目标值，即C:0.11~0.13，Si:0.22~0.27，Mn:0.82~0.95，Cr:9.2~9.5，Mo:1.45~1.58，Co:0.95~1.05，V:0.18~0.21，Ni:0.12~0.18，Nb:0.05~0.065，N:0.015~0.020；

c、出钢前，将砂型送入锭模室，开启机械泵对锭模室抽真空，使锭模室气压保持在8KPa，然后向冶炼室内充氩气至8KPa，与锭模室压力平衡，打开两室隔板，将砂箱送进冶炼室，对准浇口，加入纸包裹的硼铁0.185kg，充分搅拌2min，立即出钢，出钢温度1560~1570℃；

（5）惰性气体保护浇注：钢液浇注温度为1560~1570℃；浇注前，应先将渣浮至炉后，浇注全过程开启罗茨泵，保证冶炼室真空度保持在10KPa，防止砂型发气量过大导致室内压力过大；快速浇注，钢液不能断流；浇注结束后，待铸件凝固30min，推出锭模室，常温下冷却，得到符合要求的超超临界机组马氏体耐热钢钢锭。