專利名稱：超強(qiáng)型耐熱鋼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及合金鋼中的奧氏體耐熱鋼，特別是一種超強(qiáng)型耐熱鋼，適用于制作在高溫工作條件下的各種耐熱構(gòu)件。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中的奧氏體耐熱鋼通常以鉻鎳作為主要合金元素，特別是早期來源于國外的耐熱合金鋼品種，含鎳量高，而鎳屬于我國的稀缺資源，價格昂貴，因此不利于我國鋼鐵業(yè)的發(fā)展。例如，本行業(yè)常見的鑄鋼型號有ZG3Cr18Ni25Si2鋼、ZG3Cr25Ni20Si2鋼、ZG3Cr25Ni7Si2N鋼、ZG3Cr19Ni14鋼和ZG4Cr25Ni13鋼等等。近年來，我國技術(shù)人員針對降低含鎳量的問題也開展了一些研究和試驗，特別是利用我國的富有資源稀土進(jìn)一步改善奧氏體耐熱鋼的高溫抗氧化性方面取得了較好的成績。各生產(chǎn)企業(yè)也爭相參與新產(chǎn)品開發(fā)，在鑄鋼行業(yè)更是如此。本發(fā)明人根據(jù)固溶強(qiáng)化、彌散強(qiáng)化和晶界強(qiáng)化等原理，對超強(qiáng)型耐熱鋼進(jìn)行了充分研究，改良了原有的鑄鋼型號，在Cr、Ni、Si、N的奧氏體耐熱鋼基礎(chǔ)上引入新的合金元素，例如，稀土RE、Mo、W、Co、Mn、Mg等，以使得超強(qiáng)型耐熱鋼產(chǎn)品具備耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、抗氧化、抗蠕變、抗高硫、抗沖擊、易切削、可焊接等特點(diǎn)，其中W、Mo、Co、Mg、N、RE的復(fù)合合金化有利于提高鋼的高溫強(qiáng)度，微量的稀土元素，增加了氧化膜的粘附性，使鋼的抗氧化性能得到提高。總之，經(jīng)過努力和創(chuàng)造性勞動，本發(fā)明的超強(qiáng)型耐熱鋼得以完成。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在缺陷或不足，提供一種具備耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、抗氧化、抗蠕變、抗高硫、抗沖擊、易切削、可焊接等特點(diǎn)的超強(qiáng)型耐熱鋼。
本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思為，在Cr、Ni、Si、N的奧氏體耐熱鋼基礎(chǔ)上引入新的合金元素RE、Mo、W、Co、Mn、Mg等，以使得超強(qiáng)型耐熱鋼產(chǎn)品具備耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、抗氧化、抗蠕變、抗高硫、抗沖擊、易切削、可焊接等特點(diǎn)，其中W、Mo、Co、Mg、N、RE的復(fù)合合金化有利于提高鋼的高溫強(qiáng)度，微量的稀土元素，增加了氧化膜的粘附性，使鋼的抗氧化性能得到提高，微量元素Mg不僅可以強(qiáng)化晶界、改善高溫強(qiáng)度，而且還可以細(xì)化晶粒，改善鋼的熱塑性。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下超強(qiáng)型耐熱鋼，其特征在于成分及其百分比重量如下C為0.2-0.45，Cr為22-28，Ni為3.5-13，Si為0.1-0.4，N為0.1-0.4，RE為0.01-3，Mo為0.15-2.3，W為0.15-2.3，Co為0-13，Mn為1-13，Mg為0.0005-0.10，余量為Fe和雜質(zhì)。所述雜質(zhì)為S和P，其百分比重量為S和P均不高于0.03。
其中C可優(yōu)選為0.25-0.40。
本發(fā)明的技術(shù)效果如下由于本發(fā)明的超強(qiáng)型耐熱鋼，在Cr、Ni、Si、N的奧氏體耐熱鋼基礎(chǔ)上引入新的合金元素RE、Mo、W、Co、Mn、Mg等，以使得超強(qiáng)型耐熱鋼產(chǎn)品具備耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、抗氧化、抗蠕變、抗高硫、抗沖擊、易切削、可焊接等特點(diǎn)，其中W、Mo、Co、Mg、N、RE的復(fù)合合金化有利于提高鋼的高溫強(qiáng)度，微量的稀土元素，增加了氧化膜的粘附性，使鋼的抗氧化性能得到提高，微量元素Mg不僅可以強(qiáng)化晶界、改善高溫強(qiáng)度，而且還可以細(xì)化晶粒，改善鋼的熱塑性。
由于S和P均不高于0.03，使得有害雜質(zhì)得到了控制，從而有利于質(zhì)量保證。
由于C優(yōu)選為0.25-0.40，這不僅有利于型號質(zhì)量的穩(wěn)定，而且有利于保證鑄造性能。
總之，本發(fā)明的超強(qiáng)型耐熱鋼是一種具備耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、抗氧化、抗蠕變、抗高硫、抗沖擊、易切削、可焊接等特點(diǎn)的超強(qiáng)型耐熱鋼。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
本發(fā)明的超強(qiáng)型耐熱鋼，包含成分及其百分比重量如下C為0.2-0.45，Cr為22-28，Ni為3.5-13，Si為0.1-0.4，N為0.1-0.4，RE為0.01-3，Mo為0.15-2.3，W為0.15-2.3，Co為0-13，Mn為1-13，Mg為0.0005-0.10，余量為Fe和雜質(zhì)。所述雜質(zhì)為S和P，其百分比重量為S和P均不高于0.03。其中C可優(yōu)選為0.25-0.40。本發(fā)明的超強(qiáng)型耐熱鋼在制作過程中采用本領(lǐng)域成熟的冶金技術(shù)和常規(guī)的分析化驗與檢測手段。
上述產(chǎn)品制作出來后，發(fā)明人進(jìn)行了拉伸試驗和硬度測量。相關(guān)名詞解釋如下屈服強(qiáng)度試樣在拉伸過程中，負(fù)荷不增加或開始有所降低而試樣仍能繼續(xù)伸長(變形)時的應(yīng)力。鋼材的屈服強(qiáng)度愈低，產(chǎn)生永久變形所需的力愈小，即愈容易成形加工。對于硬鋼，由于其拉伸圖的特點(diǎn)是沒有明顯的屈服臺階，在實際工程中都協(xié)定地取用殘余應(yīng)變?yōu)?.2％時的相應(yīng)應(yīng)力作為假定的屈服強(qiáng)度σ，故稱為條件屈服強(qiáng)度或協(xié)定屈服強(qiáng)度(亦稱條件流限或協(xié)定流限)。用σ0.2表示。
抗拉強(qiáng)度試樣拉伸時，在拉斷前所承受的最大應(yīng)力。當(dāng)材料所受的外應(yīng)力大于其抗拉強(qiáng)度時，將會發(fā)生破裂，因此，鋼板材料的抗拉強(qiáng)度愈大，則表示它愈能承受大的外應(yīng)力而不斷裂。用σb表示。
延伸率試樣在拉斷后，其標(biāo)距部分所增加的長度與原標(biāo)距長度的百分比。伸長率的比數(shù)愈大，則表示材料在受力破壞前可以經(jīng)受永久變形的性能(塑性)愈好；反之則塑性愈差。用δ5表示。
布氏硬度用布氏硬度測量硬度時，壓頭為硬質(zhì)合金球，用符號HBW表示。
拉伸試驗和硬度測量以及最高使用溫度范圍的結(jié)果如下超強(qiáng)型耐熱鋼1號最高使用溫度范圍為1200-1300℃，σb為640MPa，σ0.2為440MPa，δ5為12％，HBW850。
超強(qiáng)型耐熱鋼2號最高使用溫度范圍為1050-1150℃，σb為540MPa，σ0.2為395MPa，δ5為9％，HBW650。
超強(qiáng)型耐熱鋼3號最高使用溫度范圍為950-1050℃，σb為485MPa，σ0.2為335MPa，δ5為8％，HBW550。
超強(qiáng)型耐熱鋼4號最高使用溫度范圍為850-950℃，σb為580MPa，σ0.2為285MPa，δ5為8％，HBW450。
上述超強(qiáng)型耐熱鋼1-4號的用途主要用于水泥生產(chǎn)線窯用窯口、窯尾護(hù)板、回料勺、下料管、下料溜板、預(yù)熱器內(nèi)筒掛板、篦式篦冷機(jī)各種高中低溫用篦板單冷機(jī)，揚(yáng)料斗、鎖風(fēng)閥閥板、噴煤管耐熱鋼噴嘴等配件。
上述超強(qiáng)型耐熱鋼1-4號的特點(diǎn)具有耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、抗氧化、抗高硫、抗沖擊、易切削、可焊接，在高溫環(huán)境下能連續(xù)使用，具有良好的抗熱疲勞和耐高溫性能，反復(fù)使用不易產(chǎn)生熱列現(xiàn)象。和同類耐熱鋼產(chǎn)品相比，可提高使用壽命1-3倍。
超強(qiáng)型耐熱鋼5號最高使用溫度范圍為1100-1200℃，σb為440MPa，σ0.2為195MPa，δ5為5％，HBW700。
超強(qiáng)型耐熱鋼6號最高使用溫度范圍為1150-1300℃，σb為490MPa，σ0.2為235MPa，δ5為6％，HBW750。
上述超強(qiáng)型耐熱鋼5-6號的用途應(yīng)用于火電廠、鋼廠、熱處理等行業(yè)，如火電廠、噴煤火嘴、梳行板、輸煤管道、鋼廠、導(dǎo)板、軋輥、爐排、熱處理、料盤、料筐、爐罐、電爐、爐底板、風(fēng)葉、吊具。
上述超強(qiáng)型耐熱鋼5-6號的特點(diǎn)耐高溫、抗氧化、抗蠕變、抗高流、具有較好的抗疲勞和耐高溫性能性，在高溫環(huán)境下能連續(xù)使用，或急冷、急熱間斷使用，反復(fù)使用不易產(chǎn)生熱裂現(xiàn)象。
應(yīng)當(dāng)指出，以上所述實施方式可以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。因此，盡管本說明書對本發(fā)明已進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換；而一切不脫離本發(fā)明的精神實質(zhì)的技術(shù)方案及其改進(jìn)，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明專利的保護(hù)范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.超強(qiáng)型耐熱鋼，其特征在于成分及其百分比重量如下C為0.2-0.45，Cr為22-28，Ni為3.5-13，Si為0.1-0.4，N為0.1-0.4，RE為0.01-3，Mo為0.15-2.3，W為0.15-2.3，Co為0-13，Mn為1-13，Mg為0.0005-0.10，余量為Fe和雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超強(qiáng)型耐熱鋼，其特征在于所述雜質(zhì)為S和P，其百分比重量為S和P均不高于0.03。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超強(qiáng)型耐熱鋼，其特征在于其中C為0.25-0.40。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具備耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、抗氧化、抗蠕變、抗高硫、抗沖擊、易切削、可焊接等特點(diǎn)的超強(qiáng)型耐熱鋼，其特征在于成分及其百分比重量如下C為0.2－0.45，Cr為22－28，Ni為3.5－13，Si為0.1－0.4，N為0.1－0.4，RE為0.01－3，Mo為0.15－2.3，W為0.15－2.3，Co為0－13，Mn為1－13，Mg為0.0005－0.10，余量為Fe和雜質(zhì)。
文檔編號C22C38/44GK1667154SQ20051001158
公開日2005年9月14日 申請日期2005年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月18日
發(fā)明者張光華 申請人:張光華