一种高压锅炉用12CR2MO无缝钢管材料及其热处理方法.pdf

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。

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≤0.020％、S≤0.015％、Cr 2.1～2.3％、Mo 0.95-1.10％，其余为Fe。

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 1.03，其余为Fe。

3.  一种制备如权利要求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℃，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℃，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℃下回火，然后保温90min，出炉空冷。

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
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
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℃的过热器及管壁温度≤540℃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
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。
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：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，质量分数共计100％。
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：C 0.08％、Si 0.17％、Mn 0.40％、Cr 2.1％、Mo 0.95％、P 0.010％、S 0.008％，其余为Fe，质量分数共计100％；或者，C 0.10％、Si 0.20％、Mn 0.43％、Cr 2.15％、Mo 0.98％、P 0.012％、S 0.010％其余为Fe，质量分数共计为100％；或者，C 0.11％、Si 0.27％、Mn 0.50％、Cr 2.20％、Mo 1.03、P 0.015％、S 0.011％、其余为Fe，质量分数共计为100％；或者，C 0.12％、Si 0.32％、Mn 0.55％、Cr 2.25％、Mo 1.07％、P 0.018％、S 0.013％其余为Fe，质量分数共计为100％；或者，C 0.13％、Si 0.37％、Mn 0.60％、Cr 2.3％、Mo 1.10％、P 0.02％、S 0.015％其余为Fe，质量分数共计为100％。
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。
本发明的技术方案如下：
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：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，质量分数共计100％。
进一步，所述正火保温正火制度为正火温度为940℃，然后在热处理炉中保温40min。
进一步，所述的随炉冷制度为正火保温后随炉冷至740℃，然后空冷至室温。
进一步，所述回火制度为在740℃下回火，然后保温90min，出炉空冷。
本发明的技术效果如下：
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℃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
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。
具体工艺流程为：铁水预处理→转炉冶炼→LF精炼→VD脱气→圆坯连铸→圆坯锯切→圆坯加热→圆坯穿孔轧管→张力减径→取样→冷却→切头尾→矫直→探伤→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≤0.10KPa，深真空时间≥18分钟，过冷度ΔT≤30℃，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≥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℃，穿孔温度为1220～1260℃，连轧温度为1000～1150℃，张力减径温度为850℃～900℃，保证终轧温度≥850℃。
上述过程生产的高压锅炉用12Cr2Mo无缝钢管质量百分含量为：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，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。
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：
表1 各示例化学成分(％)