[发明专利]一种提高叶片钢X19CrMoNbVN11-1高温持久性能的方法

说明书

本发明提供了一种提高叶片钢X19CrMoNbVN11‑1高温持久性能的方法，所述方法包括以下步骤：(1)取叶片钢X19CrMoNbVN11‑1的原料，采用非真空感应炉冶炼加电渣重熔的工艺，重熔成电渣锭，重熔过程中加入质量分数为0.020％的磷和0.010％的灰砷进行熔炼；(2)将步骤(1)所得电渣锭加热后锻造，制成所需棒材或型材；加热温度为1150‑1280℃，开锻温度控制在1000‑1020℃，终锻温度控制在830‑870℃；(3)锻造后直接进行时效处理，其方法为于720℃保温8‑12h，然后降温至650℃保温4‑8h，然后进行空冷。本发明方法会显著提升了其高温持久性能。

技术领域

本发明属于钢的冶炼技术领域，具体涉及一种提高叶片钢X19CrMoNbVN11-1高温持久性能的方法。

背景技术

高温合金材料是指在760-1500℃以上及一定应力条件下进行长期工作的高温金属材料，根据温度条件的不同，高温合金材料可分为三类：760℃高温材料、1200℃高温材料和1500℃高温材料，其抗拉强度可达800MPa。高温合金材料具有优异的高温强度，良好的抗氧化和抗热腐蚀性能，良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能，主要用于制造航空、舰艇和工业用燃气轮机的涡轮叶片、导向叶片、涡轮盘、高压压气机盘和燃烧室等高温部件，还用于制造航天飞行器、火箭发动机、核反应堆、石油化工设备以及煤的转化等能源转换装置。

马氏体不锈钢X19CrMoNbVN11-1通常被作为叶片钢材料来使用，其化学成分要求如下：C：0.17～0.23％、Si：≤0.50％、Mn：0.40～0.90％、P：≤0.025％、S：≤0.015％、Cr：10.00～11.50％、Mo：0.50～0.80％、Ni：0.20～0.60％、Cu：≤0.2％、V：0.10～0.30％、Al：≤0.020％、Ti：≤0.020％、Sn：≤0.020％、Pb：≤0.005％、N：0.050～0.10％。该钢种具备较好的力学性能和高温持久性能，能够满足高温合金材料作为叶片钢的使用要求。

然而目前我国对军民用设备如燃气涡轮发动机、火箭发动机等设备的使用要求越来越高，发动机叶片的使用温度有时高达980℃，因而对叶片钢材料的高温持久性能提出了更高的要求，上述叶片钢X19CrMoNbVN11-1现有的高温持久性能已不能很好满足科技的快速发展需求，迫切需要提供具有更高高温持久性能的合金材料产品。因此如何提高叶片钢X19CrMoNbVN11-1材料的高温持久性能成为目前人们迫切渴望解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述技术问题，而提供一种提高叶片钢X19CrMoNbVN11-1高温持久性能的方法。本发明提供的方法很好地解决了这一技术问题，显著提高了现有叶片钢X19CrMoNbVN11-1材料的高温持久性能，同时该钢种的力学性能也得到了一定程度的提升，能够更好满足现有的叶片钢材料在高温使用上的需求。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种提高叶片钢X19CrMoNbVN11-1高温持久性能的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)取叶片钢X19CrMoNbVN11-1的原料，采用非真空感应炉冶炼加电渣重熔的工艺，重熔成电渣锭，重熔过程中加入质量分数为0.020％的磷和0.010％的灰砷进行熔炼；

(2)将步骤(1)所得电渣锭加热后锻造，制成所需棒材或型材；加热温度为1150-1280℃，开锻温度控制在1000-1020℃，终锻温度控制在830-870℃；

(3)锻造后直接进行时效处理，其方法为于720℃保温8-12h，然后降温至650℃保温4-8h，然后进行空冷。