專利名稱：一種鋼材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼材料及其制備方法，屬于金屬材料加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
聚變能是一種清潔核能，要求其使用的結(jié)構(gòu)材料為低活化材料。目前廣泛使用的裂變堆結(jié)構(gòu)材料主要成分含有 ^、Μη、·、Μο等元素，其中Ni、M0等受中子輻照后會(huì)產(chǎn)生長(zhǎng)壽命放射性核素，而且有些放射性核素的半衰期可長(zhǎng)達(dá)幾萬(wàn)年甚至幾十萬(wàn)年以上，這對(duì)核電站的核廢物處理問(wèn)題提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，不僅處理成本非常高，而且極不安全，不適用于聚變堆。因此，為了盡量降低材料活化可能引起的潛在放射性危害以及減少放射性廢物的后處理及其費(fèi)用，國(guó)內(nèi)外對(duì)聚變堆合金鋼配方進(jìn)行了一些研究。

發(fā)明內(nèi)容
為了緩解現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種鋼材料及其制備方法，本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單、成分穩(wěn)定、成本低，而且本發(fā)明在原料上添加了多種合金元素，具有機(jī)械性能好、耐高溫、抗輻射等多種特點(diǎn)，適合聚變堆的應(yīng)用。為了實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用如下技術(shù)方案鋼材料，其特征在于其組成原料的重量份為基體為！^元素，Cr 8.0-9.5%、 W 1. 2-1. 8%, Ti 0. 05-0. 12%, Ta 0. 13-0. 18%, Mn 0. 35-0. 55%, C 0. 05-0· 15%，控制要求 Al 0. 003-0. 008%, Pb 0. 005-0. 015%, Cu 0. 003-0. 008 %, SiO. 003-0. 008 %, Nb 0. 0005-0. 0015%和 Ni 0.003-0.008%。所述的鋼材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟(1)采用!^eCa合金對(duì)純!^e進(jìn)行脫S處理，熔煉前對(duì)Cr、W、Ti、Ta、Mn進(jìn)行高溫真空脫水除氣處理；(2)按鋼材料的組成原料重量份進(jìn)行配料，將純狗加入真空感應(yīng)爐，然后依次加入Cr、W、Ti、Ta原料，然后沖入氬氣作為保護(hù)氣體，控制壓強(qiáng)0. 005-0. 07Mpa,升溫至 1400-1700°C，然后加入 C 和 Mn ；(3)將熔煉好的鋼材料取出，經(jīng)熱處理和真空澆注得到成品。所述的鋼材料的制備方法，其特征在于所述的熱處理為淬火1000-1100°C，時(shí)間為25-35分鐘，回火750-800°C，時(shí)間為80-100分鐘。所述的鋼材料的制備方法，其特征在于所述的真空澆注溫度為1400-1600°c。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單、成分穩(wěn)定、成本低，而且本發(fā)明在原料上添加了多種合金元素，具有機(jī)械性能好、耐高溫、抗輻射等多種特點(diǎn)，適合聚變堆的應(yīng)用。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 鋼材料，其組成原料的重量份為基體為!^e元素，Cr 8. 0%,ff 1. 2%,Ti0. 05%,Ta 0. 13%,Mn 0. 35%,C 0.05%，控制要求 Al 0. 003-0. 008%,PbO. 005-0. 015%, Cu 0. 003-0. 008%, Si 0. 003-0. 008%、Nb 0. 0005-0. 0015%和 NiO. 003-0. 008%。鋼材料的制備方法，包括以下步驟(1)采用!^eCa合金對(duì)純!^e進(jìn)行脫S處理，熔煉前對(duì)Cr、W、Ti、Ta、Mn進(jìn)行高溫真空脫水除氣處理；(2)按鋼材料的組成原料重量份進(jìn)行配料，將純狗加入真空感應(yīng)爐，然后依次加入Cr、W、Ti、Ta原料，然后沖入氬氣作為保護(hù)氣體，控制壓強(qiáng)0. 005-0. 07Mpa,升溫至 1400-1700°C，然后加入 C 和 Mn ；(3)將熔煉好的鋼材料取出，經(jīng)熱處理和真空澆注得到成品。熱處理為淬火1000-1100"C，時(shí)間為25-35分鐘，回火750-800 "C，時(shí)間為80-100 分鐘；真空澆注溫度為1400-1600°C。實(shí)施例2 鋼材料，其組成原料的重量份為基體為!^e元素，Cr 8.8%,ff 1. 5%,Ti 0. 08%,Ta 0. 15%,Mn 0. 45%,C 0. 10%，控制要求 Al 0. 003-0. 008%,PbO. 005-0. 015%, Cu 0. 003-0. 008%, Si 0. 003-0. 008%、Nb 0. 0005-0. 0015%和 NiO. 003-0. 008%。鋼材料的制備方法，包括以下步驟(1)采用!^eCa合金對(duì)純!^e進(jìn)行脫S處理，熔煉前對(duì)Cr、W、Ti、Ta、Mn進(jìn)行高溫真空脫水除氣處理；(2)按鋼材料的組成原料重量份進(jìn)行配料，將純狗加入真空感應(yīng)爐，然后依次加入Cr、W、Ti、Ta原料，然后沖入氬氣作為保護(hù)氣體，控制壓強(qiáng)0. 005-0. 07Mpa,升溫至 1400-1700°C，然后加入 C 和 Mn ；(3)將熔煉好的鋼材料取出，經(jīng)熱處理和真空澆注得到成品。熱處理為淬火1000-1100°C，時(shí)間為25_；35分鐘，回火750-800°C，時(shí)間為80-100 分鐘；真空澆注溫度為1400-1600°C。實(shí)施例3 鋼材料，其組成原料的重量份為基體為!^e元素，Cr 9. 5%,ff 1. 8%,Ti 0. 12%,Ta 0. 18%,Mn 0. 55%,C 0.15%，控制要求 Al 0. 003-0. 008%,PbO. 005-0. 015%, Cu 0. 003-0. 008%, Si 0. 003-0. 008%、Nb 0. 0005-0. 0015%和 NiO. 003-0. 008%。鋼材料的制備方法，包括以下步驟(1)采用！^eCa合金對(duì)純!^e進(jìn)行脫S處理，熔煉前對(duì)Cr、W、Ti、Ta、Mn進(jìn)行高溫真空脫水除氣處理；(2)按鋼材料的組成原料重量份進(jìn)行配料，將純狗加入真空感應(yīng)爐，然后依次加入Cr、W、Ti、Ta原料，然后沖入氬氣作為保護(hù)氣體，控制壓強(qiáng)0. 005-0. 07Mpa,升溫至 1400-1700°C，然后加入 C 和 Mn ；(3)將熔煉好的鋼材料取出，經(jīng)熱處理和真空澆注得到成品。熱處理為淬火1000-1100°C，時(shí)間為25-；35分鐘，回火750-800°C，時(shí)間為80-100 分鐘；真空澆注溫度為1400-1600°C。實(shí)施例4 上述實(shí)施例1-3所制得的鋼材料成分中雜質(zhì)的含量測(cè)定
權(quán)利要求
1.一種鋼材料，其特征在于其組成原料的重量份為基體為狗元素，Cr 8.0-9.5%、 W 1. 2-1. 8%、Ti 0. 05-0. 12%、Ta 0. 13-0. 18%、Mn 0. 35-0. 55%、C 0. 05-0. 15%,控制要求 Al 0. 003-0. 008%、Pb 0. 005-0. 015%、Cu 0. 003-0. 008%、Si 0. 003-0. 008%、Nb 0.0005-0. 0015% 和 Ni 0. 003-0. 008%。
2.一種如權(quán)利要求1所述的鋼材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟(1)采用!^eCa合金對(duì)純狗進(jìn)行脫S處理，熔煉前對(duì)Cr、W、Ti、Ta、Mn進(jìn)行高溫真空脫水除氣處理；(2)按鋼材料的組成原料重量份進(jìn)行配料，將純狗加入真空感應(yīng)爐，然后依次加入Cr、W、Ti、Ta原料，然后沖入氬氣作為保護(hù)氣體，控制壓強(qiáng)0. 005-0. 07Mpa,升溫至 1400-1700°C，然后加入 C 和 Mn ；(3)將熔煉好的鋼材料取出，經(jīng)熱處理和真空澆注得到成品。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋼材料的制備方法，其特征在于所述的熱處理為淬火 1000-1100°C，時(shí)間為25-35分鐘，回火750_800°C，時(shí)間為80-100分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋼材料的制備方法，其特征在于所述的真空澆注溫度為 1400-1600°C。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種鋼材料及其制備方法，其主要是將組成原料基體為Fe元素，Cr、W、Ti、Ta、Mn和C按一定重量份混合，然后經(jīng)過(guò)熔煉、熱處理和真空澆注得到鋼材料。本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單、成分穩(wěn)定、成本低，而且本發(fā)明在原料上添加了多種合金元素，具有機(jī)械性能好、耐高溫、抗輻射等多種特點(diǎn)，適合聚變堆的應(yīng)用。
文檔編號(hào)C22C38/60GK102383062SQ20111034185
公開(kāi)日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月3日
發(fā)明者胡光榮 申請(qǐng)人:安徽榮達(dá)閥門有限公司