[发明专利]铁素体耐热不锈钢及其制备方法

说明书

本发明公开了一种铁素体耐热不锈钢及其制备方法。该铁素体耐热不锈钢包括按重量百分比计的如下化学成分：C：0.06～0.11％，Si：0.7～1.2％，Mn：0.6～1.0％，Cr：17.0～19.0％，Al：0.7～1.2％，N：0.005～0.015％，其余为Fe和不可避免杂质。本发明的铁素体耐热不锈钢及其制备方法通过加入Al和N，能够提高不锈钢的高温抗氧化性能，同时对C、Si、Mn、P、S和Cr的含量进行调整控制，能够生产出具有优异的抗高温氧化性能、冲击韧性、低膨胀系数和焊接性能的铁素体耐热不锈钢。

技术领域

本发明涉及不锈钢制备技术领域，尤其涉及一种铁素体耐热不锈钢及其制备方法。

背景技术

随着火电机组的不断发展，现有的火电机组主要为大容量高效率火电机组，通常为1000MV以上超超临界机组。在火电机组中，锅炉是其中最重要的构成部件之一，锅炉的性能优劣对整个电厂安全经济运行有着极其重要的作用。火电机组中的锅炉包括过热器、再热器、水冷壁、联箱管道、以及相应的连接件，其结构复杂，需要消耗大量钢材。目前600℃参数锅炉不同温度段受热面过热器和再热器等锅炉管材料较为成熟，性能基本符合使用需求，但锅炉管之间的吊架等连接件由于直接接触炉膛，需要承受温度为1000℃以上的高温煤灰冲蚀，要求连接件同时具有优良的抗高温氧化性能、冲击韧性、低膨胀系数和焊接性能。

公开号为CN105256247B、名称为《用于燃煤火力发电锅炉管路及阀门类铸件的铁素体类耐热钢》的中国专利文献公开了一种铁素体类耐热钢，该铁素体类耐热钢在传统铁素体耐热钢T91的基础上，通过添加微量的Ni、Mn、Mo、Al等元素提高耐热钢的强度和抗高温腐蚀性能，但该材料在1000℃以上温度使用时抗氧化性能较差。

公开号为CN105506489A、名称为《抗高温氧化的铁素体耐热不锈钢及其制造方法》的中国专利文献公开了一种铁素体耐热不锈钢，该铁素体耐热不锈钢采用Cr18体系，同时通过调节钢中C含量，增加稀土元素以提高钢种抗高温氧化性能，加入Nb和W元素，以保证钢的高温力学性能强度，加入Ti以提高焊接性，然而该材料为了降低浇铸难度，使得该铁素体耐热不锈钢在高温使用环境下氧化膜的结构不稳定，抗氧化性能较差。

公开号为CN103131951A、名称为《铁素体耐热钢》的中国专利文献公开了一种铁素体耐热钢，该铁素体耐热钢在9Cr钢的基础上，通过将Cr提高到13％左右，同时复合添加W、Co、Mo、Nb、V等元素提高耐热钢的抗氧化性及强度，然而其中W、Co、Mo价格昂贵，且容易在加工和使用过程中形成有害析出相，使性能急剧恶化。

因此，有必要提供一种在高温环境下具有优良的抗高温氧化性能、冲击韧性、低膨胀系数和焊接性能的铁素体耐热不锈钢，以满足锅炉的使用需求。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种铁素体耐热不锈钢及其制备方法。

为此本发明公开了一种铁素体耐热不锈钢。该铁素体耐热不锈钢包括按重量百分比计的如下化学成分：

C：0.06～0.11％，Si：0.7～1.2％，Mn：0.6～1.0％，Cr：17.0～19.0％，Al：0.7～1.2％，N：0.005～0.015％，其余为Fe和不可避免杂质。

进一步地，在所述铁素体耐热不锈钢中，所述铁素体耐热不锈钢包括按重量百分比计的如下化学成分：

C：0.07～0.09％，Si：0.8～1.0％，Mn：0.7～0.9％，Cr：17.5～18.5％，Al：0.8～1.1％，N：0.007～0.012％，其余为Fe和不可避免杂质。

此外，本发明还公开了一种用于制造上述铁素体耐热不锈钢的铁素体耐热不锈钢制备方法。该制备方法包括如下步骤：

1)冶炼