專利名稱：一種用于耐熱疲勞鋼的復(fù)合稀土變質(zhì)劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及合金鋼材料中應(yīng)用的一種添加劑，尤其是一種用于耐熱疲勞鋼的復(fù)合稀土變 質(zhì)劑。
背景技術(shù)：
耐熱鋼用途日益廣泛，主要用于制作鋼鐵冶煉設(shè)備、熱加工及熱處理設(shè)備等。鋼鐵冶煉設(shè) 備的許多零部件都處在冷熱交變載荷的作用下工作，由于耐熱疲勞性能不高，導(dǎo)致這些零件 極易損壞。目前，對于提高鋼的耐熱疲勞性能的研究較少，文獻(xiàn)[l](孫向明，呂松強(qiáng),張?jiān)龉? 鈮、氮、鈰對耐熱鋼性能的影響，特殊鋼.2002,23(3》16 18.)和文獻(xiàn)[2](蔣漢祥,甄濤,王少娜. 超低硫耐熱鋼H2的研制,重慶大學(xué)學(xué)報(bào).2002,25(4):134 136.)，初步探討了部分元素對鋼的耐 熱性能和高溫性能的影響，但未涉及在提高鋼的耐熱性能具體措施，突破性進(jìn)展不大。提高 材料的耐熱疲勞性能對于延長零部件使用壽命和提高設(shè)備整機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種用于耐熱疲勞鋼的復(fù)合稀土變質(zhì)劑。用該種變質(zhì)劑對材料進(jìn)行精煉變質(zhì) 處理，利用其與合金鋼中不同合金元素發(fā)生交互和變質(zhì)作用，使零部件熱疲勞性能明顯提高， 最終得到耐熱疲勞性能優(yōu)良的耐熱鋼，其熱疲勞性能比普通耐熱鋼大幅提高。
本發(fā)明涉及一種用于耐熱疲勞鋼的復(fù)合稀土變質(zhì)劑，其特征為其化學(xué)成分(重量百分 比)為RE為40 62.1。/。(其中，Y為RE重量的52 99.9X，余量為其它稀土元素)，B為 3 7.2°/。,Nb為6.2 15.1%,V為2.3 6%， Ca為2 13.2%, Ba為3.1 11%,余量為鐵。所述變 質(zhì)劑為塊狀灰白色合金，粒度范圍0.5 50rnm，熔點(diǎn)范圍1200 500(TC。
上述用于耐熱疲勞鋼的復(fù)合稀土變質(zhì)劑，成分可優(yōu)選為RE為59.1 68.2% (其中，Y 為RE重量的55 62.5X,余量為其它稀土元素)，B為6. 5 7. 2%, Nb為13 15. 1%， V為2. 3 3%, Ca為7 8%， Ba為2 4%,余量為鐵。所述變質(zhì)劑為塊狀灰白色合金，粒度范圍0.5 50mrn, 熔點(diǎn)范圍1200-5000'C。
本發(fā)明利用我國的稀土資源，提升鋼材質(zhì)量，變質(zhì)劑輔以多種合金元素，避免單獨(dú)使用 一種變質(zhì)元素時對材料綜合性能提高不明顯的缺點(diǎn)；復(fù)合稀土與鋼中不同合金元素發(fā)生交互 和變質(zhì)作用，減輕P、 S、 H、 O的危害，達(dá)到凈化鋼液、去除雜質(zhì)，細(xì)化晶粒、強(qiáng)化基體、
改善碳化物形態(tài)和分布，使組織得到優(yōu)化，性能明顯改善，能夠有效地推遲裂紋產(chǎn)生的時間，
降低裂紋擴(kuò)展速率；可減少或取代合金中鉬、鎳、銅的使用，降低生產(chǎn)成本，在大幅提高耐 熱疲勞性能的同時，可明顯提高材料的沖擊韌性、強(qiáng)度和耐磨性，從而延長受冷熱交變載荷 作用合金的服役壽命，全面提高材料使用性能。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1:
對同一定成分的鋼液，應(yīng)用耐熱疲勞鋼的復(fù)合稀土變質(zhì)劑進(jìn)行變質(zhì)處理，復(fù)合稀土變質(zhì) 劑化學(xué)成分(重量百分比)為虹為55% (其中，Y為RE重量的52^,余量為其它稀土元 素)，B為5.1%，Nb為10%,V為6%， Ca為2%, Ba為11%，余量為鐵。制成塊狀灰白色合金， 粒度15mm，熔點(diǎn)為1200°C。將變質(zhì)處理后的合金澆鑄成試棒，然后制成試樣，進(jìn)行熱疲勞 試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見表l。
實(shí)施例2:
對與實(shí)施例1中相同成分的鋼液，應(yīng)用耐熱疲勞鋼的復(fù)合稀土變質(zhì)劑進(jìn)行變質(zhì)處理，復(fù) 合稀土變質(zhì)劑化學(xué)成分(重量百分比)為RE為62.1。/。(其中，Y為RE重量的59X,余量 為其它稀土元素)，B為7.2%，Nb為15.1%,V為2.3%， Ca為7.5%, Ba為3.1%,余量為鐵。制成 塊狀灰白色合金，粒度10mm，熔點(diǎn)為135(TC。將變質(zhì)處理后的合金澆鑄成試棒，然后制成 試樣，進(jìn)行熱疲勞試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見表l。
實(shí)施例3:
對與實(shí)施例1中相同成分的鋼液，應(yīng)用耐熱疲勞鋼的復(fù)合稀土變質(zhì)劑進(jìn)行變質(zhì)處理，復(fù) 合稀土變質(zhì)劑化學(xué)成分(重量百分比)為RE為40。/。(其中，Y為RE重量的99.9M，余量 為其它稀土元素)，B為3%，Nb為6.2%,V為5.3%, Ca為13.2%， Ba為9%,余量為鐵。制成塊 狀灰白色合金，粒度20mm，熔點(diǎn)為U8(TC。將變質(zhì)處理后的合金澆鑄成試棒，然后制成試 樣，進(jìn)行熱疲勞試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見表l。
對比例
對與實(shí)施例1中相同成分的鋼液，進(jìn)行常規(guī)變質(zhì)處理，然后將合金澆鑄成試棒，制成試 樣，進(jìn)行熱疲勞試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見表l。
通過表1可以看出，與常規(guī)處理工藝得到的對比例相比，經(jīng)過本發(fā)明復(fù)合稀土變質(zhì)劑處 理的合金實(shí)施例1、實(shí)施例2和實(shí)施例3的耐熱疲勞性明顯提高，并且用優(yōu)選成分復(fù)合稀土 變質(zhì)劑處理的實(shí)施例2的熱疲勞性能比實(shí)施例1、 3有明顯提高。
表l、耐熱疲勞性能對比
熱疲勞實(shí)驗(yàn)次數(shù) 13000 18000 21000 25000 29000 35000
對比例 0 0.87 1.32 1.85 3.15 9.97
實(shí)施例1 0 0 0 1.31 2.03 2.52
實(shí)施例2 0 0 00 0 1.06
實(shí)施例3 0 0 0 0 1.52 1.95
紋度？
裂長to.
權(quán)利要求
1.一種用于耐熱疲勞鋼的復(fù)合稀土變質(zhì)劑，其特征為其化學(xué)成分的重量百分比為RE為40～62.1％，其中，Y為RE重量的52～99.9％，余量為其它稀土元素；B為3～7.2％，Nb為6.2～15.1％，V為2.3～6％，Ca為2～13.2％，Ba為3.1～11％，余量為鐵。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于耐熱疲勞鋼的復(fù)合稀土變質(zhì)劑，其特征為其化學(xué)成分的重量百分比為RE為59.1 68.2%，其中，Y為RE重量的55 62.5%; B為6.5 7.2%， Nb 為13 15.1%， V為2.3 3W， Ca為7 8。/。， Ba為2 4%，余量為鐵。
全文摘要
一種用于耐熱疲勞鋼的復(fù)合稀土變質(zhì)劑涉及合金鋼材料中應(yīng)用的一種添加劑，其特征為其化學(xué)成分(重量百分比)為RE為15～70％(其中，Y為RE重量的50～71.1％、La+Ce+Pr+Nb+Sm+Eu+Gd+Tb+Dy+Ho+Er+Tm+Yb+Lu為RE重量的28.9～50％，)，B為0～10％，Nb為0～17％，V為0～6％，Ca為0.5～15％，Ba為0～15％，余量為鐵。所述變質(zhì)劑為塊狀灰白色合金，粒度范圍0.5～50mm，熔點(diǎn)范圍1200～5000℃。應(yīng)用該種變質(zhì)劑對材料進(jìn)行精煉變質(zhì)處理，可使零部件熱疲勞性能明顯提高，從而延長受冷熱交變載荷作用合金的服役壽命。
文檔編號C22C33/00GK101168816SQ20071019055
公開日2008年4月30日 申請日期2007年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月30日
發(fā)明者馮愛新, 司乃潮, 強(qiáng) 吳 申請人:江蘇大學(xué)