本發(fā)明專利技術(shù)提供兼?zhèn)?500MPa級(jí)的拉伸強(qiáng)度和30J以上的高夏比吸收能量的析出強(qiáng)化型馬氏體鋼及其制造方法。析出強(qiáng)化型馬氏體鋼是由按質(zhì)量％計(jì)C：0.05％以下、Si：0.2％以下、Mn：0.4％以下、Ni：7.5～11.0％、Cr：10.5～13.5％、Mo：1.75～2.5％、Al：0.9～2.0％、Ti：小于0.1％、余量為Fe和雜質(zhì)形成的析出強(qiáng)化型馬氏體鋼，該析出強(qiáng)化型馬氏體鋼按體積分?jǐn)?shù)計(jì)包含0.1～6.0％的奧氏體。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】【專利摘要】本專利技術(shù)提供兼?zhèn)?500MPa級(jí)的拉伸強(qiáng)度和30J以上的高夏比吸收能量的。析出強(qiáng)化型馬氏體鋼是由按質(zhì)量％計(jì)C：0.05％以下、Si：0.2％以下、Mn：0.4％以下、Ni：7.5～11.0％、Cr：10.5～13.5％、Mo：1.75～2.5％、Al：0.9～2.0％、Ti：小于0.1％、余量為Fe和雜質(zhì)形成的析出強(qiáng)化型馬氏體鋼，該析出強(qiáng)化型馬氏體鋼按體積分?jǐn)?shù)計(jì)包含0.1～6.0％的奧氏體。【專利說(shuō)明】
本專利技術(shù)涉及高強(qiáng)度且沖擊特性優(yōu)異的。
技術(shù)介紹
以往，發(fā)電用渦輪部件、飛機(jī)機(jī)體部件利用了高強(qiáng)度的鐵基合金。 對(duì)于發(fā)電用渦輪部件，高Cr鋼被用于各種部件。渦輪部件中、尤其是對(duì)于要求強(qiáng) 度的蒸氣渦輪的低壓最終段動(dòng)葉片，作為兼?zhèn)鋸?qiáng)度和耐氧化性、耐蝕性的合金，利用了按重 量計(jì)含有12%左右的Cr的12Cr鋼。為了提高發(fā)電效率，葉片長(zhǎng)度長(zhǎng)是有利的，而對(duì)于12Cr 鋼來(lái)說(shuō)，由于強(qiáng)度的限制，葉片長(zhǎng)度的極限為約1米。 另外，已知有AISI4340、300M之類的低合金系高張力鋼。這些合金是能夠得到 1800MPa級(jí)的拉伸強(qiáng)度及10%左右的伸長(zhǎng)率的低合金鋼，但有助于耐蝕性和耐氧化性的Cr 量少至1 %左右，因而無(wú)法作為蒸氣渦輪的動(dòng)葉片使用。應(yīng)用于飛機(jī)用途時(shí)，以防止空氣中 的鹽分等導(dǎo)致腐蝕為目的，多數(shù)情況也是施行鍍敷等的表面處理之后利用。 另一方面，作為兼顧強(qiáng)度及耐蝕性和耐氧化性的合金有高強(qiáng)度不銹鋼。作為高強(qiáng) 度不銹鋼的代表性的合金，已知有PH13-8MO等的析出強(qiáng)化型馬氏體鋼（專利文獻(xiàn)1、專利文 獻(xiàn)2)。該析出強(qiáng)化型馬氏體鋼由于在淬火后的馬氏體組織中使微細(xì)的析出物分散析出，因 而與淬火-回火型的 12Cr鋼相比可以得到高的強(qiáng)度。另外，通常含有1〇%以上的有助于耐 蝕性的Cr，耐蝕性和耐氧化性優(yōu)于低合金鋼。 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2005-194626號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)2:美國(guó)專利第3342590號(hào)公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
專利技術(shù)要解決的問(wèn)是頁(yè) 關(guān)于上述的專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)2的析出強(qiáng)化型馬氏體鋼，雖然使有助于強(qiáng)度的 析出物微細(xì)且大量地分散而得到了高強(qiáng)度的合金，但相反也看到韌性有降低的傾向。例如， 考慮蒸氣渦輪動(dòng)葉片的長(zhǎng)大化、或者應(yīng)用于飛機(jī)用途時(shí)，希望有1500MPa以上的拉伸強(qiáng)度， 卻留下兼顧強(qiáng)度和韌性的問(wèn)題。 例如，專利文獻(xiàn)1公開(kāi)了由于成分的限定而具備拉伸強(qiáng)度和韌性的蒸氣渦輪葉片 材料的專利技術(shù)，示出作為韌性的評(píng)價(jià)基準(zhǔn)的夏比沖擊試驗(yàn)的吸收能量為20J以上。然而，12Cr 鋼、低合金系高張力鋼的吸收能量為30J以上，因而強(qiáng)烈希望吸收能量與以往材料同等的 合金。 本專利技術(shù)的目的在于提供兼?zhèn)?500MPa級(jí)的拉伸強(qiáng)度和30J以上的高夏比吸收能量 的。 用于解決問(wèn)題的方案 本專利技術(shù)人等為了兼顧析出強(qiáng)化型馬氏體鋼的強(qiáng)度特性和韌性，對(duì)于各種合金進(jìn)行 機(jī)械性質(zhì)與組織的關(guān)系的深入研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過(guò)將熔體化處理后的殘留奧氏體相的量 控制在適當(dāng)?shù)姆秶軌蚣骖櫉崽幚砗蟮睦鞆?qiáng)度和高夏比吸收能量。 即本專利技術(shù)為一種析出強(qiáng)化型馬氏體鋼，其是由按質(zhì)量％計(jì)(：：0.05%以下、Si: 0? 2% 以下、Mn:0? 4% 以下、Ni:7. 5 ?11. 0%、Cr:10. 5 ?13. 5%、Mo:1. 75 ?2. 5%、A1 : 0. 9?2. 0%、Ti:小于0. 1 %、余量為Fe和雜質(zhì)形成的析出強(qiáng)化型馬氏體鋼，該析出強(qiáng)化型 馬氏體鋼按體積分?jǐn)?shù)計(jì)包含〇. 1?6. 0%的奧氏體。 優(yōu)選的是前述奧氏體的體積分?jǐn)?shù)為0. 3?6. 0%的析出強(qiáng)化型馬氏體鋼。 另外，本專利技術(shù)為一種析出強(qiáng)化型馬氏體鋼的制造方法，其是由按質(zhì)量％計(jì)(：： 0? 05% 以下、Si:0? 2% 以下、Mn:0? 4% 以下、Ni:7. 5 ?11. 0%、Cr:10. 5 ?13. 5%、Mo: 1.75?2.5%31:0.9?2.0%、11:小于0.1%、余量為？6和雜質(zhì)形成的析出強(qiáng)化型馬氏 體鋼的制造方法，對(duì)按體積分?jǐn)?shù)計(jì)包含0. 1?5. 0%的奧氏體的析出強(qiáng)化型馬氏體鋼進(jìn)行 時(shí)效處理，從而使奧氏體的體積分?jǐn)?shù)為0. 1?6. 0%。 專利技術(shù)的效果 本專利技術(shù)的析出強(qiáng)化型馬氏體鋼是高強(qiáng)度的并且韌性也優(yōu)異，因而通過(guò)用于發(fā)電用 渦輪部件，可期待提高發(fā)電效率。另外，作為飛機(jī)部件使用時(shí)，能夠有助于機(jī)體的輕量化。 【專利附圖】【附圖說(shuō)明】 圖1所示為拉伸強(qiáng)度與奧氏體量的關(guān)系圖。 圖2所示為吸收能量與奧氏體量的關(guān)系圖。 圖3所示為拉伸強(qiáng)度與吸收能量的關(guān)系圖。 【具體實(shí)施方式】 如上所述，本專利技術(shù)最大的特征在于為了兼顧拉伸強(qiáng)度和高夏比吸收能量而將熱處 理后的奧氏體相的量控制在適當(dāng)?shù)姆秶? 以下，從本專利技術(shù)最有特征性的奧氏體的體積分?jǐn)?shù)的限定理由開(kāi)始說(shuō)明。 奧氏體的體積分?jǐn)?shù)：0. 1?6. 0% 析出強(qiáng)化馬氏體鋼具有至少2階段的熱處理工序。第一熱處理是熔體化處理 (ST)，第二熱處理是時(shí)效處理（Ag)。熔體化處理后，根據(jù)合金成分、熱處理?xiàng)l件存在一部分 奧氏體相未相變而殘留的情況。其被稱為殘留奧氏體，認(rèn)為其使強(qiáng)度降低而希望極力減少。 以高強(qiáng)度化為目的而大量含有添加元素的合金的馬氏體相變溫度低，容易產(chǎn)生殘留奧氏 體，因而會(huì)應(yīng)用通過(guò)暫時(shí)降低至室溫以下的溫度而使殘留奧氏體減少的處理（深冷處理， subzerotreatment)〇 然而，考慮韌性時(shí)，可知在熔體化處理后、時(shí)效處理前的階段存在一定量的殘留奧 氏體能夠得到良好的韌性。該殘留奧氏體量在前述熔體化處理后、時(shí)效處理前的階段為 0. 1?5. 0體積％左右即可。 另外，由于熔體化處理后進(jìn)行的時(shí)效處理，除了生成殘留奧氏體，有時(shí)還生成逆相 變奧氏體，因而奧氏體量稍有增加。因此，本專利技術(shù)中，考慮了時(shí)效處理中增加的奧氏體量，將 奧氏體的體積分?jǐn)?shù)規(guī)定為〇. 1?6. 0%。 本專利技術(shù)中，奧氏體量小于0. 1體積％時(shí)，拉伸強(qiáng)度、屈服應(yīng)力大大提升，相反韌性 低、吸收能量難以達(dá)到30J以上。通過(guò)使0. 1體積％以上的奧氏體存在而可見(jiàn)韌性改善，通 過(guò)選擇熱處理?xiàng)l件而可得到大約30J的吸收能量。另一方面，奧氏體量超過(guò)6. 0體積％時(shí)， 看到吸收能量基本持平、而強(qiáng)度逐漸下降的傾向，因而奧氏體量的上限設(shè)為6. 0體積％。能 夠均衡更好地兼顧強(qiáng)度和吸收能量的奧氏體量的范圍是〇. 3?6. 0體積％。 綜上，析出硬化型不銹鋼中使奧氏體積極地殘留或生成這一技術(shù)思想并未見(jiàn)于例 如前述專利文獻(xiàn)1所公開(kāi)的專利技術(shù)等，是本專利技術(shù)特有的技術(shù)思想。 另外，在上述時(shí)效處理后，均衡良好地兼顧良好的韌性和強(qiáng)度的奧氏體量?jī)?yōu)選為 0. 3?5. 0體積％的范圍。奧氏體量的下限優(yōu)選為0. 4體積％，更優(yōu)選為1. 0體積％，進(jìn)一 步優(yōu)選為2.0體積％。 另外，為了調(diào)整為前述的時(shí)效后的奧氏體量，優(yōu)選使熔體化處理后、時(shí)效處理前的 階段的殘留奧氏體量的下限為〇. 3體積％，可以進(jìn)一步優(yōu)選為1. 0體積％。 作為實(shí)現(xiàn)上述奧氏體量的具體的熱處理?xiàng)l件的一例，熔體化處理在800?950°C 的溫度范圍下進(jìn)行1?4h。熔體化處理溫度的上限優(yōu)選本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種析出強(qiáng)化型馬氏體鋼，其特征在于，其是由按質(zhì)量％計(jì)C：0.05％以下、Si：0.2％以下、Mn：0.4％以下、Ni：7.5～11.0％、Cr：10.5～13.5％、Mo：1.75～2.5％、Al：0.9～2.0％、Ti：小于0.1％、余量為Fe和雜質(zhì)形成的析出強(qiáng)化型馬氏體鋼，該析出強(qiáng)化型馬氏體鋼按體積分?jǐn)?shù)計(jì)包含0.1～6.0％的奧氏體。
【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：佐藤順，上野友典，下平榮史，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：日立金屬株式會(huì)社，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：日本;JP
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