[发明专利]含稀土元素的低硅低铝马氏体不锈钢及其冶炼方法

说明书

本发明属于钢材技术领域，具体涉及含稀土元素的低硅低铝马氏体不锈钢及其冶炼方法。本发明所要解决的技术问题是提供一种含稀土元素的低硅低铝马氏体不锈钢的冶炼方法，以所述含稀土元素的低硅低铝马氏体不锈钢的总质量为基准，Si≤0.10％、Al≤0.015％、C0.08％～0.15％、稀土0.010％～0.020％；冶炼方法包括以下步骤：电弧炉粗炼、LF炉精炼、VOD炉精炼、LF炉深度精炼、浇注、电渣重熔；其中，在LF炉深度精炼工序中，还原后加入稀土，静吹氩，再出钢。本发明方法能够改变低硅低铝马氏体不锈钢中非金属夹杂物的形态。

技术领域

本发明属于钢材技术领域，具体涉及含稀土元素的低硅低铝马氏体不锈钢及其冶炼方法。

背景技术

不锈钢中硅含量≤0.10％、铝含量≤0.015％即称为低硅低铝不锈钢。当前超超临界发电机组叶片材料的化学成分控制要求需采用此类低硅低铝不锈钢，该类材料以10Cr11Co3W3NiMoVNbNB(Co3W3)、12Cr10Co3W2NiMoVNbNB(Co3W2)和1Cr10Co3MoWVNbNB(Co3W)等钢种为代表的马氏体不锈钢，属于600℃以上超超临界发电机组叶片用材。因该类材料特殊用途，只有高洁净度，细化、球化钢中非金属夹杂物、适当细化钢的显微组织，才能保证发电机组叶片具有符合要求的力学性能及高温持久性能。

目前该类钢冶炼过程采用Al脱氧或C脱氧，但是又由于该类钢的C含量较低(≤0.13％)，所以以Al脱氧为主，所以该类钢中的非金属夹杂物以氧化铝类为主，氧化铝类夹杂在钢中为不规则形状，故对超超临界发电机组叶片的力学性能及高温持久性能有危害。

稀土元素可以改性夹杂物，使非金属夹杂物球化，细化钢的显微组织。稀土加入方式、稀土种类、加入量等对钢中大颗粒非金属夹杂物的去除、夹杂物的形态有重要影响。

发明内容

针对现有低硅低铝马氏体不锈钢非金属夹杂物形态及物理性能差的技术难题，本发明提供了一种含稀土元素的低硅低铝马氏体不锈钢及其冶炼方法。本发明针对电弧炉+LF+VOD+LF+浇注(MC)+电渣重熔工艺生产低硅低铝马氏体不锈钢的冶炼生产工艺特点，创新优化稀土在冶炼工序的加入方式，改善了不锈钢中非金属夹杂物形态。

本发明所要解决的技术问题是提供一种含稀土元素的低硅低铝马氏体不锈钢的冶炼方法，以所述含稀土元素的低硅低铝马氏体不锈钢的总质量为基准，Si≤0.10％、Al≤0.015％、C 0.08％～0.15％、稀土0.010％～0.020％；冶炼方法包括以下步骤：电弧炉粗炼、LF炉精炼、VOD炉精炼、LF炉深度精炼、浇注、电渣重熔；其中，在LF炉深度精炼工序中，还原后加入稀土，静吹氩，再出钢。

具体的，上述含稀土元素的低硅低铝马氏体不锈钢的冶炼方法中，所述稀土为铈和镧。

进一步的，上述含稀土元素的低硅低铝马氏体不锈钢的冶炼方法中，所述铈与镧的质量比为1.5﹕1～2.0﹕1。

进一步的，上述含稀土元素的低硅低铝马氏体不锈钢的冶炼方法中，所述不锈钢为10Cr11Co3W3NiMoVNbNB(Co3W3)、12Cr10Co3W2NiMoVNbNB(Co3W2)或1Cr10Co3MoWVNbNB(Co3W)中任意一种。

具体的，上述含稀土元素的低硅低铝马氏体不锈钢的冶炼方法中，所述稀土加入量为0.5～0.8kg/吨钢。

具体的，上述含稀土元素的低硅低铝马氏体不锈钢的冶炼方法中，所述静吹氩时间20～60min。

优选的，上述含稀土元素的低硅低铝马氏体不锈钢的冶炼方法中，稀土加入量为0.6～0.8kg/吨钢时，稀土合金加入后静吹氩时间30～60min。

优选的，上述含稀土元素的低硅低铝马氏体不锈钢的冶炼方法中，稀土加入量为0.5～0.6kg/吨钢时，稀土合金加入后静吹氩时间20～45min。