CN120006159B - 一种耐高温金属材料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种耐高温金属材料，所述耐高温金属材料具有以下按照质量百分比(wt％)计算的组分：碳(C)：0.03wt％至0.06wt％；硅(Si)：0.6wt％至0.9wt％；锰(Mn)：0.1wt％至0.3wt％；钼(Mo):0.05wt％至0.2wt％；钒(V)：0.05wt％至0.15wt％；铬(Cr)：0.3wt％至0.6wt％；铝(Al)：0.2wt％至0.5wt％；硫(S)：0.01至0.02wt％；磷(P)：0.02wt％以下；氧(O)：0.005wt％以下；余量为铁(Fe)，以及不可避免的杂质；所述材料经过熔炼、特定的热轧工艺等步骤制备得到，具备良好的高温耐氢脆特性和耐高温抗拉性能。

Description

一种耐高温金属材料

技术领域

本发明涉及一种金属材料以及配合该金属材料的制备工艺，具体而言，本发明涉及一种耐高温金属材料。

背景技术

随着工业化生产的不断迭代升级以及智能制造的发展，机械零部件的制造越来越精细化，对于产品的耐受性和公差配合等特性的要求也越来越高。例如，在高温高压工作条件的油井勘探条件下，金属部件通常需要经受高温高压的挑战，同时在井下工作环境中还经常面临构件的整体浸泡于富含氢的环境中(如H₂，硫化氢，石油气伴随的天然气组分等)，这对金属材料的高压抗拉伸特性和高温耐氢脆特性都提出了更高的要求。

已有现有相关技术对该领域的金属材料做出研究和报道。例如，中国专利公开CN101250671A公开了一种适用于石油钻探设备套管的钢材，该金属材料制备得到的构件具备较大的抗拉伸和抗压缩强度，并且具备一定的耐冲击性。然而，该类报道没有针对高温高压的氢脆性，和高温下的韧性做出进一步的研究和改善。

发明内容

本发明目的在于解决上述现有技术中存在的一项或更多项不足，利用特定的钢化学组成配合热轧和热处理工艺得到一种显著改善高温相关特性的金属材料。

本发明的第一方面，提供一种耐高温金属材料，所述耐高温金属材料具有以下按照质量百分比(wt％)计算的组分：

碳(C)：0.03wt％至0.06wt％；硅(Si)：0.6wt％至0.9wt％；锰(Mn)：0.1wt％至0.3wt％；钼(Mo):0.05wt％至0.2wt％；钒(V)：0.05wt％至0.15wt％；铬(Cr)：0.3wt％至0.6wt％；铝(Al)：0.2wt％至0.5wt％；硫(S)：0.01至0.02wt％；磷(P)：0.02wt％以下；氧(O)：0.005wt％以下；余量为铁(Fe)，以及不可避免的杂质。

在可选的技术方案中，所述耐高温金属材料通过包含熔炼、热轧、空冷、退火、回火步骤制备得到。

在优选的技术方案中，所述热轧工艺包括第一热轧步骤以及第二热轧步骤，所述第一热轧步骤的热轧开始温度大于或等于1200℃，优选地，第一热轧步骤的开始温度在1200℃至1240℃；以及

所述第二热轧步骤的开始温度大于1150℃，优选地，所述第二热轧步骤的开始温度为1160℃至1190℃。

在优选的技术方案中，其中所述第一热轧步骤执行8至12个道次，在该8至12个道次中，以热轧开始前的金属材料的初始材料的厚度计算，前3个道次的压下率控制在9％以下，优选地控制在7％至9％之间；最后一个道次的压下率控制在6％以内，优选地控制在5％至6％；以及

对于所述第二热轧步骤，执行6至8个道次的轧制，以该步骤执行前材料的初始厚度计算，其中该步骤中前两个道次的压下率控制在6％以内，优选地控制在5％至6％；最后一个道次的压下率控制在4％以下，优选地控制在3.5％至4％。

在优选的技术方案中，所述耐高温金属材料具体地通过包括以下步骤的工艺制备得到：

1)熔炼步骤：将相应组成的钢放入熔炼炉中，优选地，将熔炼炉渣碱度控制在2.0至2.2，熔炼温度1260℃至1280℃；熔炼加热时间为2.5至4小时，得到熔炼钢坯；

2)热轧步骤：具体而言，所述热轧步骤包括以下描述的第一热轧和第二热轧步骤：

第一热轧步骤：将上述熔炼钢坯移至热轧工序，保证热轧开闸温度在1200℃-1250℃，进行10个道次的第一热轧，每个道次的压下率分别为(以初始厚度计算)：8.80％至9.00％；8.00％至8.40％；7.80％至8.00％；7.40％至7.70％；6.80％至7.10％；6.30％至6.60％；5.80％至6.10％；5.40％至5.60％、5.00％至5.30％、4.90％至5.00％；

第二热轧步骤：在第一热轧步骤后，将第一热轧钢坯送入精轧机，进行第二热轧步骤，第二热轧开始温度为1150℃至1200℃，经历8道次第二热轧步骤，每次的压下率(以本步骤热轧前初始厚度计算)分别为5.40％至5.80％；4.90％至5.10％；4.70％至4.90％；4.40％至4.60％；4.00％至4.30％；3.90％至4.00％；3.70％至3.90％、3.40％至3.60％，得到第二热轧板材；

空冷步骤：将第二热轧板材在冷床上进行空冷，空冷速度控制在5-7℃/s,直到热轧板材温度降低至100℃以下；

退火步骤：将空冷后的金属材料以10-15℃/s的速度升高至960℃至980℃进行高温退火，退火时间30-40分钟；

回火步骤：将退火后的金属材料再放置到冷床上进行空冷，待温度低于300℃后进行回火，回火温度控制在800℃至820℃，回火时间长度80至90分钟；随炉冷却，得到所述耐高温金属材料。

在优选的技术方案中，所述耐高温金属材料具有以下耐高温特性中的一种或几种：

100℃测试条件下的V型冲击功(AKV)大于等于310J；

200℃的高温下，保持45MPa氢气环境下，密封360小时后测定的耐氢脆测试值K_IH值大于等于80Mpa.m^1/2；

600℃条件下测定的拉伸强度Rp0.2大于或等于300Mpa。

如以下将更加详细描述的，本申请的金属材料取得了显著改善的高温抗氢脆特性，和高温的抗冲击性和抗拉特性。

本申请的下面内容将结合具体实施方式，对本发明的技术方案及优点做出更加详细的解释和说明。应当理解的是，说明书、具体实施方式中所呈现的内容，仅仅为了更加清楚地说明本发明的技术方案及其优点，并不对本发明的保护范围构成限制。本领域技术人员能够在说明书公开内容的基础上，针对各种各样合理的变换得到变化后的技术方案，只要不脱离本发明的精神，各种变化后的技术方案均应当理解为被包括在本发明的保护范围之内。

附图说明

在本申请中，额外地利用附图用来提供对本公开技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的具体实施方式一起用于解释本公开的技术方案，并不构成对本公开技术方案的限制。

图1是根据本发明实施例1制备得到的耐高温金属材料的表面SEM扫描电子显微镜照片；

图2是根据对比例5的制备样品的局部方法SEM扫描电子显微镜图像。

具体实施方式

在下文中更详细地描述了本发明以有助于对发明的理解。

在具体实施方案的描述之前，本领域技术人员能够根据本公开的启示和教导来选择适当的原材料，并采用相关的测试设备进行相关的测试并能够获得相应的结果，对于没有说明具体生产厂商或者途径的原料，本领域技术人员能够根据本说明书的公开内容和需求选择满足相应需求的原材料作为反应起始物质。工艺部分化合物的反应原料来自本发明前序步骤中合成的初步产品或半成品，这根据本公开也是可以理解的。

另外，本发明可以采用“包括”、“包含”等开放式的组分限定方式，说明本发明实施例可以包括所使用的主要组分/参数/工艺步骤，还可以包括其他附属组分/参数/工艺步骤。然而，在本发明优选的方案中，可以仅由本发明限定的各个组分和工艺步骤，而不必包含其他任何显著组分或步骤。

对于测试方法的必要说明

事实上，本领域能够根据普通专业技术知识知晓本发明实施例和对比例中采用的测试方法和标准。但申请人希望对此做出必要的说明。

一般来说，在热轧和相关退火工艺结束后，需要测试时，沿制备得到的金属材料的头部1/4厚度处取横向试样，进行必要的测试前加工或整形工作。

对于高温高压耐氢测试，由于本实施例的合金材料特别适用于高温高压以及含氢作业环境中的金属构件，因此耐氢测试按照美国石油协会(NACE)的TM0177-2005D法规定的双悬臂试验片(DCB，Double Cantilever Beam)进行。在典型的测试环境中，在200℃的高温下(模拟油田井下钻探工具的环境以及摩擦高温)，保持45MPa高压氢气环境，该环境中将插入了楔子的DCB试验片密封360小时并测定K_IH值。关于K_IH值是根据NACE的TM0177-2005D法规定的计算式，并基于将试验后试验片的臂在常温大气中进行拉伸试验而求出的楔子开放应力、进展的龟裂长度的实测值来计算的，单位可以用Mpa.m^1/2来表示。

关于耐氢测试的相关技术内容，还可以参考日本非专利文献“45MPa高压水素ガス雰囲気下での金属材料の機械的特性評価”(日本金属学会志第69卷第12号、2005年、第1039～1048页)中所描述的相关内容。文献中文名称可翻译为“45MPa高压氢气氛围下的金属材料的机械特性评价”，作者田村元纪。

抗冲击测试，参考国家标准GB713-2008来执行，测试相应的V型冲击功AKV(J)，测试温度设定在100℃。

高温拉伸测试参考标准GB/T 228.2-2015执行，分别在550℃和600℃下测试材料的Rp0.2/Mpa。

总体来说，本发明的高温耐氢脆并且高温耐拉伸和冲击的金属材料属于低碳合金钢。在本发明的实施方案和技术内容中，所述的低碳合金钢产品中碳含量的质量百分含量(wt％)，应该低于0.08wt％，优选地低于0.06wt％；并且对于组成中的其他成分的含量，同样以本领域常用的质量百分比(wt％)进行说明；合金材料的组分，也可以用“化学组分”或“化学组成”来表达。

碳(C)：0.03％至0.06wt％

通常认为，C是对增强淬火性而使强度提高有效的元素。然而，在本发明的合金材料以及制备工艺中，试图尽量避免过快速度的急冷(例如水淬或油淬)带来的大片马氏体结构，这会使得合金材料的高温耐冲击和抗拉性能下降。发明人还发现，对于高温下的耐氢脆性(如钻探油田深井下的金属构件，面对H，硫化氢，甲烷等天然气组分中的氢类物质)，高碳含量往往是不利的。因此，在本发明的实施方案中，C元素在钢基体中含量低于0.08wt％，优选地低于0.06wt％，这有助于形成致密的晶粒和细化的晶界。

硅(Si)：0.6wt％至0.9wt％

在碳元素含量很低的情况下，Si起到了更多骨架的作用，也具有提高回火软化阻抗的效果。同时为了保证更有效的Si元素脱氧效果，发明人实验发现Si的含量有利地应该高于0.6wt％；如果小于0.6wt％，则对刚中氧元素的脱除不足，导致高温下耐氢脆化的性能不足。

锰(Mn)：0.1wt％至0.3wt％

对于需要淬火的硬化钢而言，通常Mn的含量应该高于0.5wt％，保证急冷条件下的硬化。而对本发明需要在高温下保证足够的金属韧性的需求而言，需要低含量的Mn元素，通常不大于0.3wt％；在此，发明人发现，低含量的Mn与少量的S元素形成晶界偏析，对晶界和晶粒之间起到钉扎的作用，这一定程度上辅助增强了合金构件的抗拉性能。

磷(P)：0.02wt％以下

P元素形成的晶界偏析是本发明中不需要的结构和合金微观组织。因此，在本发明实施例中，P元素的含量越低越好，优选地低于0.005wt％。

硫(S)：0.01至0.02％wt

大量的S元素同样导致大量的晶界偏析，这也是实施方案中不需要看到的。但是，在极低含量的C钢合金中，少量的S元素与少量的Mn形成MnS化物造成合金部分晶界出现交叉和杂化，少量偏析的晶界附近部分可以起到钉扎晶界的作用，在高温下阻碍了晶粒被拉扯断裂。同时，具备一定还原特性的S元素也在高温下对抗氢的入侵。因此在优选的方案中，合金元素中含有极微量的S元素，例如0.01wt％至0.015wt％，或0.015wt％至0.02wt％。

钼(Mo):0.05wt％至0.2wt％

发明人发现，对本发明的组合物组分的整体组合以及特定轧制工艺而言，微量的Mo有助于形成Mo-C化合物，可以在回火时生成耐氢脆性的显微组织。然而，发明人发现，再度提高Mo含量后，对于高温下的耐氢特性没有显著帮助，反而倾向于生成硬化耐磨相MoS，这对于高温韧性是不利的，反而增加了高温下的脆性。因此，本发明有利地实施例中将Mo控制在0.2wt％以下。

钒(V)：0.05wt％至0.15wt％

微量的金属元素V可以辅助形成V-Mo-碳化物，可以在高温下对抗氢的入侵和变脆。然而，发明人发现，当V大于0.1wt％开始，V的增加会阻止其他元素形成更均匀的固溶体，特别是对于高温反复轧制的合金工件而言。因此，V的上限含量不宜高于0.15wt％，也优选低于0.1wt％。

铬(Cr)：0.3wt％至0.6wt％

通常认为，高Cr含量会使得水淬合金钢具备高强度。然而，发明人发现，微量的Cr元素，会在合金轧制后空气随冷状态下(相比淬火冷却显著地更缓慢)阻止晶粒异常长大，但Cr含量在超低碳钢中的含量优选地不超过0.6wt％或0.5wt％，这会导致相反地生成破坏正常晶界或晶界粗大的碳化物Cr₂₃C₆。

铝(Al)：0.2wt％至0.5wt％

发明人的实验发现，Al本身作为软相存在于合金钢中，有利于高温下韧性的提升。同时，Al也对合金材料的脱氧起到辅助作用。优选地，在本发明实施方案中，Al元素含量为0.2wt％至0.5wt％。在本领域，通常Al含量指的可以是酸溶铝(Sol.Al)。此外，相对高含量Al+低含量V/Mo组合的微观组织有利于增强高温下的抗拉伸性能。

氧(O)：0.005wt％以下

O(氧)作为杂质存在于钢中，是不利于抗拉强度特别是高温耐氢脆化性能的，本发明也设计了多种脱氧组分(如Si)，其含量超过0.005％时，则形成粗大的氧化物并使韧性等机械特性降低。因此，O(氧)限制在0.05％wt以下。

除了上述元素外，合金其余元素可以是余量的Fe，以及不可避免的其他杂质(通常含量控制在0.01wt％以下，如氮(N))。

实施例1

本实施例描述典型的高温下耐氢脆抗高温拉伸合金材料的制备。

典型地选用以下组成的合金原料(质量百分比wt％)：C 0.04％、Si0.8％、Mn0.2％、Mo 0.15％、V 0.10％、Cr 0.4％、Al 0.4％、S 0.01％、P 0.01％、O 0.003％，余量为Fe和不可避免的杂质。

制备耐高温金属材料的制备步骤中，采用了高温熔炼、高温热轧(多道次热轧)、空冷、以及退火、回火步骤。具体而言，在典型的工艺中：

熔炼步骤：将上述化学物组成的钢放入熔炼炉中，优选地，将熔炼炉渣碱度(R，thebasicity of slag)控制在2.0-2.2，控制有效地脱氧，熔炼温度1260℃至1280℃；熔炼加热时间为2.5至4小时，得到熔炼钢坯；

第一热轧步骤：将熔炼钢坯快速经过中间包转移至热轧工序，需保证热轧开闸温度在1200℃以上，并且需要经过多道次(大于等于8)的第一轧制步骤；在典型的工艺中，第一热轧步骤开始温度1230℃，进行10个道次的第一热轧，每个道次的压下率分别为(以初始厚度计算)8.95％、8.20％、7.99％、7.65％、7.05％、6.55％、6.00％、5.55％、5.20％、5.00％，第一热轧步骤总的压下率为68.14％；

第二热轧步骤：在第一热轧步骤后，迅速将第一热轧钢坯送入精轧机，进行第二热轧步骤，第二热轧开始温度为1190℃，第二精轧步骤需要经过6至8次热轧，每次的压下率不能超过6％；具体而言，在典型的步骤中，经历8道次第二热轧步骤，每次的压下率(以本步骤热轧前初始厚度计算)分别为5.50％、5.00％、4.85％、4.50％、4.25％、4.00％、3.85％、3.50％，总压下率35.45％，终扎温度1160℃，得到约50mm厚度的第二热轧板材；

空冷步骤：将第二热轧板材在冷床上进行空冷，空冷速度控制在5-7℃/s,直到热轧板材温度降低至100℃以下；

高温退火步骤：将空冷后的金属材料以10-15℃/s的速度升高至960℃至980℃进行高温退火，退火时间30-40分钟；

回火步骤：将高温退火后的金属材料再放置到冷床上进行空冷，待温度低于300℃后，随传送装置进行回火，回火温度控制在800℃至820℃，回火时间长度80至90分钟；随炉冷却，得到耐高温氢脆性和高温抗拉抗冲击性能的耐高温金属材料。

实施例2-5(E2-E5)

在本实施例中，采用与实施例1相同的制备工艺，不同之处在于，设置了不同的合金元素配比，如下表所示。

表1：不同实施例的元素配比(质量百分数，余量为Fe％wt)

实例	C	Si	Mn	Mo	V	Cr	Al	S	P	O
											E2	0.03	0.9	0.1	0.05	0.05	0.6	0.4	0.01	0.01	0.002
E3	0.06	0.6	0.3	0.15	0.15	0.3	0.2	0.01	0.005	0.005
											E4	0.03	0.8	0.2	0.15	0.1	0.3	0.5	0.02	0.005	0.004
E5	0.04	0.8	0.2	0.2	0.1	0.4	0.5	0.02	0.005	0.004

对比例1-4(C1至C4)

在本系列的对比例中，采用与实施例1中描述相同的制备工艺，不同的是，改变了金属材料中各个元素的配比，如下表所示：

表2：不同对比例中合金和其他元素的配比(质量百分数，余量为Fe％wt)

实例	C	Si	Mn	Mo	V	Cr	Al	S	P	O
											C1	0.1	0.8	0.2	0.15	0.10	0.4	0.3	0.01	0.01	0.003
C2	0.04	0.2	0.2	0.15	0.10	0.5	0.2	0.01	0.01	0.004
											C3	0.04	0.8	0.2	0.4	0.10	0.4	0.3	0.01	0.01	0.003
C4	0.04	0.8	0.2	0.15	0.25	0.4	0.3	0.01	0.01	0.003

对比例5

对比例5采用与实施例1相同的元素和化学组成。不同之处在于，对比例5的开始热轧的温度设定的与实施例1不同。在对比例5中，第一热轧步骤开始温度1170℃，进行相应的10个道次的第一热轧工艺；第二热轧开始温度为1150℃，进行相应的8个道次的第二热轧工艺。

对比例6

对比例6执行与实施例1相同的元素和化学组成。不同之处在于，对比例6的热轧道次与实施例1不同。在对比例6中，第一热轧工艺执行6道次的热轧，每个道次的压下率(以初始厚度计算)分别为11.59％、10.55％、9.80％、9.00％、8.50％、7.80％；第二热轧工艺执行4个道次的热轧，每个道次的压下率(以本道工序开始热轧前的初始厚度计算)分别为9.00％、8.60％、8.00％、7.85％。

针对上述制备得到的金属材料进行高温横向拉伸性能(Rp0.2/Mpa)、冲击试验(AKV/J)、以及高温条件下的耐氢脆测试值K_IH。测试结果如下表所示：

表3：金属材料的耐高温特性(高温抗氢脆性、高温横向拉伸、高温冲击试验)

对本发明实施例的组分和相关工艺组合制备的合金产品，具有良好的耐高温特性。具体而言，从表中可以看出，产品具有良好的高温耐氢脆特性，高温抗变形性和抗冲击性。其中高温下的拉伸特性可以保持在大约350Mpa或以上的水平；在较高温度下的冲击特性可以保持在AKV大约320J或以上；高温高压环境下的耐氢脆特性可以保持在大约85Mpa.m^1/2以上。

相比而言，在本发明设定的其他试验条件下，发明人发现，当较低碳含量的合金产品中的碳含量升高(C1)时(如C1)，虽然保持了抗冲击性，但对于高温下的耐氢测试结果是不利的。发明人认为，这与C含量升高后的过度硬化相有关。并且，发明人还发现，使用极低含量C的合金钢组分，更有利于高温下的韧性。发明人还发现，对于极低含量的碳钢产品，增加Si的相对含量是有利的。Si替代了碳的合金硬化效果，同时提供了良好的脱氧特性，为晶粒之间提供了骨架支撑的中间相，同时又不会在冷却中生成大片硬化相或碳化物。当Si含量不足0.6wt％时(如C2)，高温抗冲击性能和高温耐氢脆性能显著下降，由此可见，根据本发明的设计构思，相对低碳高硅含量的合金组分是更有利的。

发明人还出人预料地发现，当合金元素中的Mo或V含量升高时，虽然耐氢脆的高温特性得到一定的保持(从测试结果而言并非最优)，但高温抗变形性能和抗冲击性能显著下降，这是在综合高温特性的考量基础上不优选的。当Mo含量和/或V含量显著提升，Mo-V系碳化物数量显著提升，这不利于高温的耐冲击性和抗疲劳等特性。

此外，结合本发明实施方案的元素特性，发明人还发现，热轧工艺中的热轧启动温度、热轧道次和压下率是对最终产品的高温测试特性产生影响的。当热轧起始温度不足时(应高于1200℃，例如在1200℃至1250℃之间)，如C5所示的测试结果表明，高温耐氢脆特性有所下降，这是因为高温开始热轧的前几次高温道次中，特别有利于低含量的V-Mo以及Si系中间相化合物的形成，而低含量的V-Mo碳化物的均匀分布是有利于高温耐氢脆特性同时保持高温抗拉特性的。当每次压下率过大时，由于晶粒异常被挤压，导致晶界不能足够缓慢地延展，使得高温抗冲击性略微有所劣化。

在典型的实施例工艺中，热轧开始后，第一热轧步骤优选地执行8-12个道次，在该8-12个道次中，以初始材料的厚度计算，前3个道次的压下率应该控制在9％以下，优选地控制在7％至9％之间，最后一个道次的压下率应该控制在6％以内，优选地控制在5％至6％。对于第二热轧工艺，应该执行6-8个道次的轧制，其中该步骤中前两个道次(同样以初始材料的厚度计算)的压下率应该控制在6％以内，优选地控制在5％至6％；最后一个道次的压下率应该控制在4％以下，优选地控制在3.5％至4％。

对此，发明人针对实施例1(E1)制备得到的金属材料表面进行了SEM扫描电子显微镜测试，其结果如图1所示。从中可以看出，晶粒在多道次热轧的基础上，得到较为均匀的生长，并且晶界中的中间相化合物或辅助组分分布均匀，部分晶粒中间位置的碳化物起到定扎晶粒的作用。

而当对于对比例5(C5)的制备样品进行相比E1而言10倍的放大表征可以看出(如图2)，由于启示热轧温度不足，会在多道次热轧工艺中，出现晶粒的晶间化合物不能稳定扩展而导致晶界之间出现孔洞或缝隙，这有可能导致高温下的耐氢脆特性有所下降。

根据本发明说明书记载的实施方案和技术内容，本发明至少可以提供以下技术方案：虽然本公开内容包括具体的实施例，但是对本领域的技术人员明显的是在不偏离本权利要求和其等同技术方案的发明要点和范围的情况下，可以对这些实施例做出各种形式上和细节上的替换或变动。本文中描述的实施例应被认为只在说明意义上，并非为了限制的目的。在每一个实施例中的特征和方面的描述被认为适用于其它实施例中的相似特征和方面。因此，本公开的范围不应受到具体的描述的限定，而是受权利要求技术方案的限定，并且在本权利要求和其等同物的范围内的所有变化被解释为包含在本公开的技术方案之内。

Claims (5)

1.一种耐高温金属材料，其特征在于，所述耐高温金属材料具有以下按照质量百分比（wt%）计算的组分：

碳（C）：0.03wt %至0.06 wt %；

硅（Si）：0.6 wt %至0.9wt %；

锰（Mn）：0. 1 wt%至0.3wt%；

钼（Mo）:0.05wt%至0.2wt%；

钒（V）：0.05wt%至0.15wt%；

铬（Cr）：0.3wt%至0.6wt%；

铝（Al）：0.2wt%至0.5wt%；

硫（S）：0.01至0.02wt%；

磷（P）：0.02wt%以下；

氧（O）：0.005wt%以下；

余量为铁（Fe），以及不可避免的杂质；以及

其中所述耐高温金属材料通过包含熔炼、热轧、空冷、退火、回火步骤制备得到；并且其中：

所述热轧的工艺包括第一热轧步骤以及第二热轧步骤，所述第一热轧步骤的热轧开始温度大于或等于1200℃；

所述第二热轧步骤的开始温度大于1150℃；

所述第一热轧步骤执行8至12个道次，在该8至12个道次中，以热轧开始前的金属材料的初始材料的厚度计算，前3个道次的压下率控制在9%以下，最后一个道次的压下率控制在6%以内；

对于所述第二热轧步骤，执行6至8个道次的轧制，以该步骤执行前材料的初始厚度计算，其中该步骤中前两个道次的压下率控制在6%以内；最后一个道次的压下率控制在4%以下。

2.根据权利要求1所述的耐高温金属材料，其特征在于，所述第一热轧步骤的开始温度在1200℃至1240℃；以及

所述第二热轧步骤的开始温度为1160℃至1190℃。

3.根据权利要求1所述的耐高温金属材料，其特征在于，

其中所述第一热轧步骤执行8至12个道次，在该8至12个道次中，以热轧开始前的金属材料的初始材料的厚度计算，前3个道次的压下率控制在7%至9%之间；最后一个道次的压下率控制在5%至6%；以及

对于所述第二热轧步骤，执行6至8个道次的轧制，以该步骤执行前材料的初始厚度计算，其中该步骤中前两个道次的压下率控制在5%至6%；最后一个道次的压下率控制在3.5%至4%。

4.根据权利要求1所述的耐高温金属材料，其特征在于，所述耐高温金属材料具体地通过包括以下步骤的工艺制备得到：

1）熔炼步骤：将相应组成的钢放入熔炼炉中，将熔炼炉渣碱度控制在2.0至2.2，熔炼温度1260℃至1280℃；熔炼加热时间为2.5至4小时，得到熔炼钢坯；

2）热轧步骤：具体而言，所述热轧步骤包括以下描述的第一热轧和第二热轧步骤：

第一热轧步骤：将上述熔炼钢坯移至热轧工序，保证热轧开轧温度在1200℃-1250℃，进行10个道次的第一热轧，以初始厚度计算，每个道次的压下率分别为：8.80%至9.00%；8.00%至8.40%；7.80%至8.00%；7.40%至7.70%；6.80%至7.10%；6.30%至6.60%；5.80%至6.10%；5.40%至5.60%、5.00%至5.30%、4.90%至5.00%；

第二热轧步骤：在第一热轧步骤后，将第一热轧钢坯送入精轧机，进行第二热轧步骤，第二热轧开始温度为1150℃至1200℃，经历8道次第二热轧步骤，以本步骤热轧前初始厚度计算，每次的压下率分别为5.40%至5.80%；4.90%至5.10%；4.70%至4.90%；4.40%至4.60%；4.00%至4.30%；3.90%至4.00%；3.70%至3.90%、3.40%至3.60%，得到第二热轧板材；

空冷步骤：将第二热轧板材在冷床上进行空冷，空冷速度控制在5-7℃/s,直到热轧板材温度降低至100℃以下；

退火步骤：将空冷后的金属材料以10-15℃/s的速度升高至960℃至980℃进行高温退火，退火时间30-40分钟；

回火步骤：将退火后的金属材料再放置到冷床上进行空冷，待温度低于300℃后进行回火，回火温度控制在800℃至820℃，回火时间长度80至90分钟；随炉冷却，得到所述耐高温金属材料。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的耐高温金属材料，其特征在于，所述耐高温金属材料具有以下耐高温特性中的一种或几种：

100℃测试条件下的V型冲击功大于等于310J；

200℃的高温下，保持45MPa氢气环境下，密封360小时后测定的耐氢脆测试值K_IH值大于等于80Mpa.m^1/2；

600℃条件下测定的拉伸强度Rp0.2大于或等于300Mpa。