一种高压锅炉用12Cr2Mo无缝钢管材料及其热处理方法

　　一种高压锅炉用12Cr2Mo无缝钢管材料及其热处理方法

　　【技术领域】

　　[0001] 本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种高压锅炉用12Cr2Mo无缝钢管材料及其 热处理方法。

　　【背景技术】

　　[0002] 12Cr2Mo主要用于高压锅炉管上，其在国内外火电、核电和压力容器上都得到广泛 的应用。该钢种对热处理不敏感，有较高的持久塑性和良好的焊接性能。其主要用于300、 600MW等大容量电站锅炉管壁温度< 580°C的过热器及管壁温度< 540°C壁的蒸汽管道和 联箱，由于锅炉管处于高温高压下工作，在温度和压力长期作用下，这些零部件将产生蠕 变，并有可能发生持久断裂，同时管子在高温烟气和水蒸汽的作用下也将发生氧化和腐蚀， 因此，不断要求管子具有良好的高温持久强度、持久塑性、高温蠕变极限，而且还要求高温 下具有良好的抗氧化和耐腐蚀性能，而这些性能和材料的成分和后续的热处理具有极大的 关系，因此高压锅炉管用12Cr2Mo的开发具有非常重要的意义。

　　【发明内容】

　　[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种高压锅炉用12Cr2Mo无缝钢管材料。

　　[0004] 为达以上目的，本发明一种高压锅炉用12Cr2Mo无缝钢管，其化学成分质量 百分数为：C0? 08 % ~0? 13%、Si0? 17 ~0? 37%、Mn0? 40 ~0? 60%、P彡 0? 020 %、 S彡 0.015%、Cr2.1 ~2. 3%、Mo0.95-1. 10%其余为Fe，质量分数共计 100%。

　　[0005] 进一步：所述高压锅炉用12Cr2Mo无缝钢管材料的化学成分质量百分含量为： C0? 08%、Si0? 17%、Mn0? 40%、Cr2. 1%、Mo0? 95%、P0? 010%、S0? 008%，其余为Fe，质量分数共计 100% ;或者，C0? 10%、Si0.20%、Mn0.43%、Cr2. 15%、Mo0.98%、 P0.012%、S0.010%其余为Fe，质量分数共计为 100% ;或者，C0? 11%、Si0.27%、Mn 0.50%、Cr2.20%、M〇 1.03、P0.015%、S0.011%、其余为？6，质量分数共计为100%;或 者，C0.12%、Si0.32%、Mn0.55%、Cr2.25%、M〇1.07%、P0.018%、S0.013% 其余为 Fe，质量分数共计为 100% ;或者，C0? 13%、Si0? 37%、Mn0? 60%、Cr2. 3%、Mo1. 10%、 P0.02%、S0.015%其余为Fe，质量分数共计为100%。

　　[0006] 本发明解决的另一技术问题是提供一种高压锅炉用12Cr2Mo无缝钢管的热处理 方法。

　　[0007] 本发明的技术方案如下：

　　[0008] 一种高压锅炉用12Cr2Mo无缝钢管的热处理方法，包括：正火保温一定的时间后 随炉冷至某一温度然后空冷，然后在某一温度下回火。得到的12Cr2Mo无缝钢管材料化学 成分的质量百分含量包括为：C0? 08%~0? 13%、Si0? 17~0? 37%、Mn0? 40~0? 60%、 P彡 0.020%、S彡 0.015%、Cr2.1 ~2. 3%、Mo0.95-1. 10%其余为Fe，质量分数共计 100%〇

　　[0009] 进一步，所述正火保温正火制度为正火温度为940°C，然后在热处理炉中保温 40min〇

　　[0010] 进一步，所述的随炉冷制度为正火保温后随炉冷至740°c，然后空冷至室温。

　　[0011] 进一步，所述回火制度为在740°C下回火，然后保温90min，出炉空冷。

　　[0012] 本发明的技术效果如下：

　　[0013] 本发明的高压锅炉用12Cr2Mo无缝钢管材料及其热处理方法，通过Cr和Mo的 配合使用，可以提高材料高温持久强度、持久塑性、高温蠕变极限，而且高温下具有良好的 抗氧化和耐腐蚀性能；正火后随炉冷至740°C可以避免传统的正火后直接空冷而出现贝氏 体，让材料在铁素体珠光体区间充分转变，避免材料强度过高而降低其在高温工况下的持 久强度，持久塑性等，提高材料的高温性能。

　　【具体实施方式】

　　[0014] 以下结合实施例，按本发明对高压锅炉用12Cr2Mo无缝钢管材料对化学成分的要 求，采用现有的技术进行冶炼、连铸和轧制。

　　[0015] 具体工艺流程为：铁水预处理一转炉冶炼一LF精炼一VD脱气一圆坯连铸一圆坯 据切一圆还加热一圆还穿孔乳管一张力减径一取样一冷却一切头尾一矫直一探伤一热处 理。上述工艺流程的具体工艺参数如下：转炉冶炼采用预脱硫铁水，按照预脱硫铁水和废 钢的质量比为9:1的比例加入，采用单渣冶炼工艺，终渣碱度控制为3. 1。LF精炼全过程正 常吹氩气。根据转炉钢水成分及温度进行造渣脱硫同时对成分进行微调。VD脱气的深真 空彡0.lOKPa，深真空时间彡18分钟，过冷度AT彡30°C，VD脱气结束后按每100t脱气后 的钢水喂150米硅钙线。喂线后保证软吹时间多10分钟，以保证夹杂物能够变性并充分上 浮。连铸过程采用恒定拉速，速度控制在每分钟1.5米。圆坯加热温度为1230~1280°C， 穿孔温度为1220~1260°C，连轧温度为1000~1150°C，张力减径温度为850°C~900°C， 保证终轧温度彡850 °C。

　　[0016] 上述过程生产的高压锅炉用12Cr2Mo无缝钢管质量百分含量为：C0.08%~ 0? 13 %、Si0? 17 ~0? 37 %、Mn0? 40 ~0? 60 %、P彡 0? 020 %、S彡 0? 015 %、Cr2. 1 ~ 2. 3%、Mo0.95-1. 10%其余为Fe，质量分数共计100%。通过Cr和Mo适当的配比来使材 料具有良好高温持久强度、持久塑性、高温蠕变极限等高温性能。

　　[0017] 对各实例的化学成分进行检测，化学成分质量百分比如表1所示：

　　[0018] 表1各不例化学成分（％ )

　　[0019]

　　【主权项】

　　1. 一种高压锅炉用12Cr2Mo无缝钢管材料，其特征在于：所述钢管化学成分质量 百分比为：C 0.08 % ~0.13%、Si 0.17 ~0.37%、Mn 0.40 ~0.60%、P 彡 0.020%、 5彡0.015%、0 2.1~2.3%、]?〇0.95-1.10%，其余为卩6。

　　2. 根据权利要求1所述的高压锅炉用12Cr2Mo无缝钢管材料，其特征在于：所述钢 管化学成分质量百分比为：C 0.11%、Si 0.27%、Mn 0.50%、P 0.015%、S 0.011%、Cr 2. 20%、Mo L 03,其余为 Fe。

　　3. -种制备如权利要求1或2所述高压锅炉用12Cr2Mo无缝钢管的热处理方法，其特 征在于：热处理过程包括正火保温后随炉冷、空冷，最后回火。

　　4. 根据权利要求3所述的高压锅炉用12Cr2Mo无缝钢管的热处理方法，其特征在于： 所述的正火制度为正火温度为940°C，然后在热处理炉中保温40min。

　　5. 根据权利要求3所述的高压锅炉用12Cr2Mo无缝钢管的热处理方法，其特征在于： 所述的随炉冷制度为正火保温后随炉冷至740°C，然后空冷至室温。

　　6. 根据权利要求3所述的高压锅炉用12Cr2Mo无缝钢管的热处理方法，其特征在于： 所述回火制度为随炉冷后在740°C下回火，然后保温90min，出炉空冷。

　　【专利摘要】本发明公开一种高压锅炉用12Cr2Mo无缝钢管材料及其热处理方法，其化学成分的质量百分含量为：C 0.08％～0.13％、Si 0.17～0.37％、Mn 0.40～0.60％、P≤0.020％、S≤0.015％、Cr 2.1～2.3％、Mo 0.95-1.10％，其余为Fe，本发明还公开了一种高压锅炉用12Cr2Mo无缝钢管的热处理方法，包括正火保温后随炉冷、空冷，最后回火，通过本热处理方法，可以使材料具有良好的高温持久强度、持久塑性、高温蠕变极限，而且高温下具有良好的抗氧化和耐腐蚀性能。

　　【IPC分类】C22C38-22, C21D9-08, C21D6-00, C21D1-28

　　【公开号】CN104831170

　　【申请号】CN201510190231

　　【发明人】马爱清, 王金龙, 张行刚, 刘金, 石晓霞, 姚晓乐, 孙文, 张学颖

　　【申请人】内蒙古包钢钢联股份有限公司

　　【公开日】2015年8月12日