本發(fā)明涉及金屬材料領(lǐng)域，更加具體地說，特別涉及一種核電用低活化鐵素體耐熱鋼δ-鐵素體含量的控制方法。

背景技術(shù)：

由于核電用低活化鐵素體耐熱鋼(rafm)具有較低輻照腫脹、較高熱導(dǎo)率等良好的高溫性能以及相對成熟的技術(shù)基礎(chǔ)，因此其被認(rèn)為是未來聚變示范堆和聚變動(dòng)力堆的首選結(jié)構(gòu)材料。近年來，世界各國都在大力發(fā)展和研究rafm鋼，如日本的f82h、歐洲的eurofer97和美國的9cr-2wvta等。但在實(shí)際生產(chǎn)過程中，若合金元素的含量和鑄造過程中冷卻速度控制不好，則核電用低活化鐵素體耐熱鋼的基體組織中易出現(xiàn)包晶反應(yīng)不完全而殘留至室溫的δ-鐵素體。

δ-鐵素體作為高溫鐵素體，其主要分布于原奧氏體晶界由于δ-鐵素體屬于軟脆相，常常為裂紋首先萌生的部位，且裂紋產(chǎn)生后，會沿著δ-鐵素體擴(kuò)展，使材料的強(qiáng)度、韌性等大幅度降低，因此一般都作為有害相加以控制。從附圖中的圖1中可以看出，鑄造和鍛壓后核電用低活化鐵素體耐熱鋼基體組織中δ-鐵素體含量較多。在實(shí)際服役中，過多的δ-鐵素體將會影響核電用低活化鐵素體耐熱鋼的使用性能，甚至降低其使用壽命，從而影響核電機(jī)組的可靠性和安全性。因此，合理控制核電用低活化鐵素體耐熱鋼微觀組織中的δ-鐵素體含量尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種核電用低活化鐵素體耐熱鋼基體組織中δ-鐵素體含量的控制方法，通過合理控制核電用低活化鐵素體耐熱鋼正火溫度和時(shí)間以控制基體組織中δ-鐵素體含量。經(jīng)本發(fā)明后，核電用低活化鐵素體耐熱鋼基體組織中δ-鐵素體含量明顯降低。

本發(fā)明的技術(shù)目的通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種核電用低活化鐵素體耐熱鋼δ-鐵素體含量控制方法，按照下述步驟進(jìn)行：

步驟1，自室溫20—25攝氏度升溫至1000～1100℃，并在空氣氣氛中保溫200～800s，之后空冷至室溫；

在步驟1中，升溫速度為每分鐘5—10攝氏度。

在步驟1中，升溫至1050—1080攝氏度，保溫時(shí)間為300—600s。

步驟2，將步驟1處理的樣品置于腐蝕劑中進(jìn)行處理，腐蝕溫度為60℃～70℃，腐蝕時(shí)間為2—5min，腐蝕劑由100質(zhì)量份水、1—1.5質(zhì)量份苦味酸、1.5—2質(zhì)量份十二烷基磺酸鈉和0.3～0.5質(zhì)量份脂肪醇醚硫酸鈉組成。

在步驟2中，腐蝕劑由100質(zhì)量份水、1—1.2質(zhì)量份苦味酸、1.5—1.8質(zhì)量份十二烷基磺酸鈉和0.3～0.5質(zhì)量份脂肪醇醚硫酸鈉。

在進(jìn)行制備時(shí)，選擇水為溶劑，苦味酸為氧化劑，十二烷基磺酸鈉和脂肪醇醚硫酸鈉為表面活性劑，將苦味酸、十二烷基磺酸鈉和脂肪醇醚硫酸鈉均勻分散在水中即可。在上述技術(shù)方案中，苦味酸為2,4,6-三硝基苯酚；脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉，又名為乙氧基化烷基硫酸鈉、脂肪醇醚硫酸鈉，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)滿足gb/t13529-2011乙氧基化烷基硫酸鈉；十二烷基磺酸鈉化學(xué)式：ch3(ch2)10ch2-oso3na，分子量為288.372，白色或淺黃色結(jié)晶或粉末，有特殊氣味，在濕熱空氣中分解，易溶于水，溶于熱醇。

在步驟2中，腐蝕溫度為65℃～70℃，腐蝕時(shí)間為2.5—4min。

適用本發(fā)明調(diào)控方法的低活化鐵素體耐熱鋼的合金成分按重量百分比計(jì)(wt％)：c:0.04～0.06％；cr:8.91～8.93％；w:1.66～1.73％；mn:0.31～0.44％：si:0.03～0.05％；v:0.22～0.23％；ta:0.06～0.08％；fe:余量。

優(yōu)選c:0.04～0.05％；cr:8.91～8.93％；w:1.70～1.73％；mn:0.35～0.42％：si:0.03～0.05％；v:0.22～0.23％；ta:0.06～0.08％；fe:余量。

本發(fā)明技術(shù)方案公開了一種核電用低活化鐵素體耐熱鋼基體組織中δ-鐵素體含量的控制方法，通過合理控制核電用低活化鐵素體耐熱鋼正火溫度和時(shí)間，以及腐蝕劑處理參數(shù)，以控制基體組織中δ-鐵素體含量，將核電用低活化鐵素體耐熱鋼試樣加熱至正火溫度1000～1100℃，并保溫200～800s，隨后空冷，經(jīng)腐蝕處理后，核電用低活化鐵素體耐熱鋼基體組織中δ-鐵素體含量明顯降低。

附圖說明

圖1是本發(fā)明中原始試樣的金相圖。

圖2是本發(fā)明中原始試樣采用實(shí)施例2熱處理后的金相圖。

圖3是本發(fā)明中原始試樣采用實(shí)施例3熱處理后的金相圖。

圖4是本發(fā)明中原始試樣采用實(shí)施例5熱處理后的金相圖。

圖5是本發(fā)明中原樣組織中δ-鐵素體含量與經(jīng)本發(fā)明改善后組織中δ-鐵素體含量的對比圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

下述實(shí)施例采用的腐蝕劑是苦味酸腐蝕劑，腐蝕劑是由：100ml水、1g苦味酸、1.5g十二烷基磺酸鈉和0.3～0.5g脂肪醇醚硫酸鈉混合而成。最佳腐蝕溫度是60℃～70℃，腐蝕時(shí)間則是2.30～4min。箱式電阻爐的加熱速度為每分鐘10攝氏度，核電用低活化鐵素體耐熱鋼鋼的化學(xué)成分(wt％)如下表所示：

實(shí)施例1

采用線切割從核電用低活化鐵素體耐熱鋼鋼種的原料中切割出φ4.5×10mm的小圓柱。采用箱式電阻爐將試樣加熱至1000℃后空氣氣氛中保溫200s，隨后空冷。采用線切割從小圓柱試樣中間處截取φ4.5×3mm的小薄片，隨后用電木粉鑲嵌。經(jīng)粗磨、細(xì)磨、拋光后，將試樣放入60℃的苦味酸腐蝕劑中腐蝕，腐蝕時(shí)間為3min。腐蝕后的試樣用清水沖洗，再用酒精清洗并吹干，采用金相顯微鏡觀察。利用image軟件對多張金相圖中的鐵素體含量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，可以發(fā)現(xiàn)1000℃正火200s后鐵素體含量已從14.78％降低到5.87％。

實(shí)施例2

采用線切割從核電用低活化鐵素體耐熱鋼鋼種的原料中切割出φ4.5×10mm的小圓柱。采用箱式電阻爐將試樣加熱至1000℃后保溫400s，隨后空冷。采用線切割從小圓柱試樣中間處截取φ4.5×3mm的小薄片，隨后用電木粉鑲嵌。經(jīng)粗磨、細(xì)磨、拋光后，將試樣放入62℃的苦味酸腐蝕劑中腐蝕，腐蝕時(shí)間為3min10s。腐蝕后的試樣用清水沖洗，再用酒精清洗并吹干，采用金相顯微鏡觀察，結(jié)果如圖2。利用image軟件對多張金相圖中的鐵素體含量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，可以發(fā)現(xiàn)1000℃正火400s后鐵素體含量已從14.78％降低到6.23％。

實(shí)施例3

采用線切割從核電用低活化鐵素體耐熱鋼鋼種的原料中切割出φ4.5×10mm的小圓柱。采用箱式電阻爐將試樣加熱至1100℃后保溫200s，隨后空冷。采用線切割從小圓柱試樣中間處截取φ4.5×3mm的小薄片，隨后用電木粉鑲嵌。經(jīng)粗磨、細(xì)磨、拋光后，將試樣放入63℃的苦味酸腐蝕劑中腐蝕，腐蝕時(shí)間為2min55s。腐蝕后的試樣用清水沖洗，再用酒精清洗并吹干，采用金相顯微鏡觀察，結(jié)果如圖3。利用image軟件對多張金相圖中的鐵素體含量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，可以發(fā)現(xiàn)1100℃正火200s后鐵素體含量已從14.78％降低到7.89％。

實(shí)施例4

采用線切割從核電用低活化鐵素體耐熱鋼鋼種的原料中切割出φ4.5×10mm的小圓柱。采用箱式電阻爐將試樣加熱至1100℃后保溫400s，隨后空冷。采用線切割從小圓柱試樣中間處截取φ4.5×3mm的小薄片，隨后用電木粉鑲嵌。經(jīng)粗磨、細(xì)磨、拋光后，將試樣放入65℃的苦味酸腐蝕劑中腐蝕，腐蝕時(shí)間為3min。腐蝕后的試樣用清水沖洗，再用酒精清洗并吹干，采用金相顯微鏡觀察。利用image軟件對多張金相圖中的鐵素體含量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，可以發(fā)現(xiàn)1100℃正火400s后鐵素體含量已從14.78％降低到8.15％。

實(shí)施例5

采用線切割從核電用低活化鐵素體耐熱鋼鋼種的原料中切割出φ4.5×10mm的小圓柱。采用箱式電阻爐將試樣加熱至1100℃后保溫800s，隨后空冷。采用線切割從小圓柱試樣中間處截取φ4.5×3mm的小薄片，隨后用電木粉鑲嵌。經(jīng)粗磨、細(xì)磨、拋光后，將試樣放入63℃的苦味酸腐蝕劑中腐蝕，腐蝕時(shí)間為3min05s。腐蝕后的試樣用清水沖洗，再用酒精清洗并吹干，采用金相顯微鏡觀察，如圖4。利用image軟件對多張金相圖中的鐵素體含量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，可以發(fā)現(xiàn)1100℃正火800s后鐵素體含量已從14.78％降低到5.11％。

根據(jù)本發(fā)明內(nèi)容記載的方案進(jìn)行具體工藝參數(shù)的調(diào)整，均可實(shí)現(xiàn)樣品中鐵素體含量的有效下降。以上對本發(fā)明做了示例性的描述，應(yīng)該說明的是，在不脫離本發(fā)明的核心的情況下，任何簡單的變形、修改或者其他本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠不花費(fèi)創(chuàng)造性勞動(dòng)的等同替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。