專利名稱：一種閥門鋼材料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種閥門鋼材料及其制備方法，屬于金屬材料加工技術領域。
背景技術：
聚變能是一種清潔核能，要求其使用的閥門材料為低活化材料。目前廣泛使用的裂變堆閥門材料主要成分含有 ^、Μη、·、Μο等元素，其中Ni、M0等受中子輻照后會產生長壽命放射性核素，而且有些放射性核素的半衰期可長達幾萬年甚至幾十萬年以上，這對核電站的核廢物處理問題提出了嚴峻的挑戰，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用，國內外對聚變堆合金鋼配方進行了一些研究。

發明內容
為了緩解現有技術的不足和缺陷，本發明的目的在于提供一種閥門鋼材料及其制備方法，本發明制備工藝簡單、成分穩定、成本低，而且本發明在原料上添加了多種合金元素，具有機械性能好、耐高溫、抗輻射等多種特點，適合聚變堆的應用。為了實現上述目的本發明采用如下技術方案閥門鋼材料，其特征在于其組成原料的重量份為基體為狗元素，Cr7. 5-10. 5%, W 1.3-2.0 Ta 0.55-0.85 Mn 0.35-0.55 Al 0. 05-0. 10 P0. 35-0. 85
S 0. 05-0. 15 C 0. 05-0. 15 %，控制要求 Pb 0. 008-0. 013 CuO. 001-0. 003 %、Si 0. 001-0. 003%, Nb 0. 0006-0. 0012%和 Ni 0.003-0.008%。所述的閥門鋼材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟(1)采用!^eCa合金對純!^e進行脫S處理，熔煉前對Cr、W、Ta、Mn、Al進行高溫真空脫水除氣處理；(2)按閥門鋼材料的組成原料重量份進行配料，將純！^加入真空感應爐，然后依次加入Cr、W、S、P、Ta、Al原料，然后沖入氬氣作為保護氣體，控制壓強0. 005-0. 07Mpa，升溫至1400-1600°C，然后加入C和Mn ；(3)將熔煉好的閥門鋼材料取出，經熱處理和真空澆注得到成品。所述的閥門鋼材料的制備方法，其特征在于所述的熱處理為淬火1000-1100°C， 時間為25-35分鐘，回火750-800°C，時間為80-100分鐘。所述的閥門鋼材料的制備方法，其特征在于所述的真空澆注溫度為 1400-1600°C。本發明的有益效果本發明制備工藝簡單、成分穩定、成本低，而且本發明在原料上添加了多種合金元素，具有機械性能好、耐高溫、抗輻射等多種特點，適合聚變堆的應用。
具體實施方式
實施例1 閥門鋼材料，其組成原料的重量份為基體為!^e元素，Cr 7.5%, W 1. 3%, Ta 0. 55%, Mn 0. 35%, Al 0. 05%, P 0. 35%, S 0. 05%, C 0.05%，控制要求 Pb 0. 008-0. 013 Cu 0. 001-0. 003 %、Si 0. 001-0. 003%, Nb 0. 0006-0. 0012 % 和 Ni 0. 003-0. 008%。閥門鋼材料的制備方法，包括以下步驟(1)采用!^eCa合金對純!^e進行脫S處理，熔煉前對Cr、W、Ta、Mn、Al進行高溫真空脫水除氣處理；(2)按閥門鋼材料的組成原料重量份進行配料，將純！^加入真空感應爐，然后依次加入Cr、W、S、P、Ta、Al原料，然后沖入氬氣作為保護氣體，控制壓強0. 005-0. 07Mpa，升溫至1400-1600°C，然后加入C和Mn ；(3)將熔煉好的閥門鋼材料取出，經熱處理和真空澆注得到成品。熱處理為淬火1000-1100°C，時間為25-35分鐘，回火750-800°C，時間為80-100 分鐘；真空澆注溫度為1400-1600°C。實施例2:閥門鋼材料，其組成原料的重量份為基體為！^元素，Cr 8.8%, W 1. 6%, Ta 0. 70%, Mn 0. 45%, Al 0. 08%, P 0. 55%, S 0. 10%, C 0.10%，控制要求 Pb 0. 008-0. 013 Cu 0. 001-0. 003 %、Si 0. 001-0. 003%, Nb 0. 0006-0. 0012 % 和 Ni 0. 003-0. 008%。閥門鋼材料的制備方法，包括以下步驟(1)采用!^eCa合金對純!^e進行脫S處理，熔煉前對Cr、W、Ta、Mn、Al進行高溫真空脫水除氣處理；(2)按閥門鋼材料的組成原料重量份進行配料，將純！^加入真空感應爐，然后依次加入Cr、W、S、P、Ta、Al原料，然后沖入氬氣作為保護氣體，控制壓強0. 005-0. 07Mpa，升溫至1400-1600°C，然后加入C和Mn ；(3)將熔煉好的閥門鋼材料取出，經熱處理和真空澆注得到成品。熱處理為淬火1000-1100°C，時間為25_；35分鐘，回火750-800°C，時間為80-100 分鐘；真空澆注溫度為1400-1600°C。實施例3 閥門鋼材料，其組成原料的重量份為基體為！^元素，Cr 10.5%, W 2. 0%, Ta 0. 85%, Mn 0. 55%, Al 0. 10%, P 0. 85%, S 0. 15%, C 0.15%，控制要求 Pb 0. 008-0. 013%, Cu 0. 001-0. 003 %、Si 0. 001-0. 003%, Nb 0. 0006-0. 0012 % 和 Ni 0. 003-0. 008%。閥門鋼材料的制備方法，包括以下步驟(1)采用!^eCa合金對純!^e進行脫S處理，熔煉前對Cr、W、Ta、Mn、Al進行高溫真空脫水除氣處理；(2)按閥門鋼材料的組成原料重量份進行配料，將純！^加入真空感應爐，然后依次加入Cr、W、S、P、Ta、Al原料，然后沖入氬氣作為保護氣體，控制壓強0. 005-0. 07Mpa，升溫至1400-1600°C，然后加入C和Mn ；(3)將熔煉好的閥門鋼材料取出，經熱處理和真空澆注得到成品。熱處理為淬火1000-1100°C，時間為25-35分鐘，回火750-800°C，時間為80-100 分鐘；真空澆注溫度為1400-1600°C。
實施例4 上述實施例1-3所制得的閥門鋼材料成分中雜質的含量測定
權利要求
1.一種閥門鋼材料，其特征在于其組成原料的重量份為基體為狗元素，Cr 7. 5-10. 5%、W 1. 3-2. 0%、Ta 0. 55-0. 85%、Mn 0. 35-0. 55%、Al 0. 05-0. 10%、P 0. 35-0. 85%、 S 0. 05-0. 15%、C 0. 05-0. 15%,控制要求 Pb 0. 008-0. 013%、Cu 0. 001-0. 003%、Si 0. 001-0. 003%、Nb 0. 0006-0. 0012% 和 Ni 0. 003-0. 008%。
2.一種如權利要求1所述的閥門鋼材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟(1)采用!^eCa合金對純狗進行脫S處理，熔煉前對Cr、W、Ta、Mn、Al進行高溫真空脫水除氣處理；(2)按閥門鋼材料的組成原料重量份進行配料，將純！^加入真空感應爐，然后依次加入Cr、W、S、P、Ta、Al原料，然后沖入氬氣作為保護氣體，控制壓強0. 005-0. 07Mpa，升溫至 1400-1600°C，然后加入 C 和 Mn ；(3)將熔煉好的閥門鋼材料取出，經熱處理和真空澆注得到成品。
3.根據權利要求2所述的閥門鋼材料的制備方法，其特征在于所述的熱處理為淬火 1000-1100°C，時間為25-35分鐘，回火750_800°C，時間為80-100分鐘。
4.根據權利要求2所述的閥門鋼材料的制備方法，其特征在于所述的真空澆注溫度為 1400-1600°C。
全文摘要
本發明公開了一種閥門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、Ta、Mn、Al、P、S和C按一定重量份混合，然后經過熔煉、熱處理和真空澆注得到閥門鋼材料。本發明制備工藝簡單、成分穩定、成本低，而且本發明在原料上添加了多種合金元素，具有機械性能好、耐高溫、抗輻射等多種特點，適合聚變堆的應用。
文檔編號C22C38/60GK102383063SQ201110341860
公開日2012年3月21日 申請日期2011年11月3日 優先權日2011年11月3日
發明者胡光榮 申請人:安徽榮達閥門有限公司