一种烧烤类加热管用不锈钢及其制备方法技术

本发明专利技术涉及不锈钢材料，旨在提供一种烧烤类加热管用不锈钢及其制备方法。该不锈钢中包含以下重量百分比含量的各元素组分：Ni为19.0～21.0％；Cr为19.5～20.5％；Al为1.0～3.1％；Mo为1.1～1.2％；Si为1.0％以下；Mn为1.0％以下；Ti为0.6％以下；C为0.02％以下；P为0.03％以下；S为0.015％以下；余量为Fe及不可避免的杂质。本发明专利技术在含有较高Cr及Ni元素的基础上，通过添加定量的Al元素，能在合金表面形成致密的钝化膜；同时添加少量的Mo元素，在保证合金优良综合力学性能的前提下，提高合金耐高温氧化及耐高温油盐腐蚀性能。

Stainless steel for barbecue type heating pipe and preparation method thereof

The invention relates to stainless steel material, aiming at providing a stainless steel for barbecue heating pipe and a preparation method thereof. The stainless steel contains the following elements: Ni 19.0-21.0%; Cr 19.5-20.5%; Al 1.0-3.1%; Mo 1.1-1.2%; Si 1.0%; Mn 1.0%; Ti 0.6%; Ti 0.6%; C 0.02%; P 0.03%; S 0.015%; Fe and unavoidable. No impurities. On the basis of high Cr and Ni elements, a dense passive film can be formed on the surface of the alloy by adding quantitative Al elements, and a small amount of Mo elements can be added to improve the high temperature oxidation resistance and high temperature oil salt corrosion resistance of the alloy on the premise of ensuring the excellent comprehensive mechanical properties of the alloy.

【技术实现步骤摘要】
一种烧烤类加热管用不锈钢及其制备方法
本专利技术涉及一种烧烤类加热管用不锈钢及其制备方法，属于不锈钢材料

技术介绍
目前，烧烤类加热管一般采用304、Incoloy840或Incoloy800等不锈钢作为管体材料，这些材料由于具有较高的Cr及Ni元素，在中低温下(<600℃)工作时具有良好的耐高温氧化及耐高温油盐腐蚀性能，尚能满足烧烤类加热管的需求。但在较高工作温度下(>600℃)，该类加热管工作时极易出现管表氧化层脱落、腐蚀开裂等失效现象，从而造成短路或漏电等严重后果，给日常使用带来极大的安全隐患。针对上述情况，现在市场上所采取的方法是选用Cr及Ni元素含量更高的Incoloy825或Inconel600合金来作为管体材料。更高的Cr及Ni元素会对加热管的耐高温氧化性有所改善，但对提高加热管的耐高温油盐腐蚀性却影响甚微；并且更高Cr及Ni元素的添加无疑会带来原材料成本的大幅增加。因此，亟需开发出一种耐高温氧化、高温油盐腐蚀性能优异同时成本较低的不锈钢材料，以此来满足烧烤类加热管在高温工作状态下的性能要求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，克服现有技术中存在的不足，提供一种具有优异耐高温氧化、耐高温腐蚀性能等优异性能的、用于制备烧烤类加热管的不锈钢材料，并提供其制备方法。为解决技术问题，本专利技术的解决方案是：提供一种烧烤类加热管用不锈钢，该不锈钢中包含以下重量百分比含量的各元素组分：Ni为19.0～21.0％；Cr为19.5～20.5％；Al为1.0～3.1％；Mo为1.1～1.2％；Si为1.0％以下；Mn为1.0％以下；Ti为0.6％以下；C为0.02％以下；P为0.03％以下；S为0.015％以下；余量为Fe及不可避免的杂质。本专利技术中，该不锈钢是由电极块经真空自耗电极熔炼法制备获得；所述电极块中包含以下重量百分比含量的各元素组分：Ni为19.0～21.0％，Cr为21.5～23.0％，Al为1.5～4.0％，Mo为1.1～1.2％，Si为1.0％以下，Mn为1.0％以下，Ti为0.6％以下，余量为Fe及不可避免的杂质。本专利技术进一步提供了制备前述烧烤类加热管用不锈钢的方法，包括以下步骤：(1)称取符合炼制要求的原料进行配料，混匀后以压机压制得到电极块；电极块中包含以下重量百分比含量的各元素组分：Ni为19.0～21.0％，Cr为21.5～23.0％，Al为1.5～4.0％，Mo为1.1～1.2％，Si为1.0％以下，Mn为1.0％以下，Ti为0.6％以下，余量为Fe及不可避免的杂质；(2)将电极块置于真空自耗电极熔炼炉中，使炉料温度加热至1600℃，真空度维持在0.15～0.25Pa；重复熔炼3次，每次熔炼时长为30～40min，最终冷却后得到钢坯，其各元素组分含量与权利要求1所述重量百分比数据一致。本专利技术还提供了利用前述钢坯进一步制备烧烤类加热管用不锈钢片材的方法，包括以下步骤：(1)将所述钢坯在1100～1200℃温度下保温0.5～1h，然后进行开坯；(2)在1100～1150℃温度下进行热轧，终轧温度维持在960℃以上，单道次热轧变形量≤10％，最终得到0.5mm厚的轧制薄片；(3)将轧制薄片在1100℃温度及H2保护气氛下退火1h，随后空冷至室温，得到用于制备烧烤类加热管的不锈钢片材，其各元素组分含量与权利要求1所述重量百分比数据一致。专利技术原理描述：针对烧烤类加热管用不锈钢而言，其中的Cr元素易在常温下形成Cr2O3钝化保护膜，但该钝化膜在高温下对Cl-相当敏感，高温下的油盐等物质会造成此Cr2O3钝化膜出现疏松甚至脱落等现象，从而引起不锈钢基材的腐蚀。Al作为一种相对廉价的添加元素，在高温下会形成一层厚薄均匀的致密Al2O3钝化膜，该Al2O3钝化膜在高温下对Cl-不敏感；同时由于高温油盐环境下形成的中间相AlCl3具有特别大的蒸汽压，使得其向外扩散的能力也远大于其他金属氯化物，从而易在基材外表面形成Al2O3钝化膜，保护不锈钢基体免受高温氧化及高温油盐腐蚀的影响。另外，少量Mo元素的添加会进一步抑制不锈钢表面钝化膜对Cl-的敏感性，增强合金的耐高温氧化及耐高温油盐腐蚀性能。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、该合金在含有较高Cr及Ni元素的基础上，通过添加定量的Al元素，能在合金表面形成致密的钝化膜；同时添加少量的Mo元素，提高合金耐点腐蚀的能力。2、本专利技术在保证合金优良综合力学性能的前提下，提高合金耐高温氧化及耐高温油盐腐蚀性能。具体实施方式下面结合实施例详述本专利技术，但本专利技术并不局限于这些实施例。实施例1(1)称取符合炼制要求的原料进行配料，混匀后以压机压制得到柱状电极块；电极块中包含以下重量百分比含量的各元素组分：Ni为19.0％，Cr为21.5％，Al为4.0％，Mo为1.1％，Si为0.9％，Mn为0.3％，Ti为0.5％，余量为Fe及不可避免的杂质；(2)将电极块置于真空自耗电极熔炼炉中，使炉料温度加热至1600℃，真空度维持在0.15Pa；重复熔炼3次，每次熔炼时长为40min，最终冷却后得到钢坯；(3)对制得的钢坯进行取样分析：得到各元素组分的重量百分比数据如下：Ni为19.0％，Cr为19.5％，Al为3.1％，Mo为1.1％，Si为0.76％，Mn为0.14％，Ti为0.35％，C为0.01％，P为0.01％，S为0.01％，余量为Fe及不可避免的杂质。(4)将步骤(3)所得的钢坯在1150℃温度下保温1h，然后进行开坯；再在1150℃温度下进行热轧，终轧温度维持在960℃以上，单道次热轧变形量≤10％，最终得到0.5mm厚的薄片；(5)将步骤(4)所得的轧制薄片在1100℃温度及H2保护气氛下退火1h，随后空冷至室温，得到用于制备烧烤类加热管的不锈钢。步骤(4)、(5)的保温、开坯、热轧和退火处理，对钢坯中各元素组分的重量百分比数据不产生任何影响。经取样分析确认，步骤(5)所得不锈钢的各元素组分的重量百分比数据与步骤(3)中的数据保持一致。经测试，最终所得不锈钢材料的相关性能数据为：抗拉强度Rm＝575MPa，屈服强度Rp0.2＝290MPa，延伸率A＝41％，高温盐腐蚀总深度D＝0.18mm。实施例2(1)称取符合炼制要求的原料进行配料，混匀后以压机压制得到柱状电极块；电极块中包含以下重量百分比含量的各元素组分：Ni为20.0％，Cr为23.0％，Al为1.5％，Mo为1.15％，Si为0.4％，Mn为0.6％，Ti为0.3％，余量为Fe及不可避免的杂质；(2)将电极块置于真空自耗电极熔炼炉中，使炉料温度加热至1600℃，真空度维持在0.2Pa；重复熔炼3次，每次熔炼时长为35min，最终冷却后得到钢坯；(3)对制得的钢坯进行取样分析：得到各元素组分的重量百分比数据如下：Ni为20.0％，Cr为20.5％，Al为1.0％，Mo为1.15％，Si为0.29％，Mn为0.42％，Ti为0.21％，C为0.01％，P为0.02％，S为0.01％，余量为Fe及不可避免的杂质。(4)将步骤(3)所得的钢坯在1100℃温度下保温45min，然后进行开坯；再在1100℃温度下进行热轧，终轧温度维持在960℃以上，单道次热轧变本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种烧烤类加热管用不锈钢，其特征在于，该不锈钢中包含以下重量百分比含量的各元素组分：Ni为19.0～21.0％；Cr为19.5～20.5％；Al为1.0～3.1％；Mo为1.1～1.2％；Si为1.0％以下；Mn为1.0％以下；Ti为0.6％以下；C为0.02％以下；P为0.03％以下；S为0.015％以下；余量为Fe及不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种烧烤类加热管用不锈钢，其特征在于，该不锈钢中包含以下重量百分比含量的各元素组分：Ni为19.0～21.0％；Cr为19.5～20.5％；Al为1.0～3.1％；Mo为1.1～1.2％；Si为1.0％以下；Mn为1.0％以下；Ti为0.6％以下；C为0.02％以下；P为0.03％以下；S为0.015％以下；余量为Fe及不可避免的杂质。2.根据权利要求1中所述烧烤类加热管用不锈钢，其特征在于，该不锈钢是由电极块经真空自耗电极熔炼法制备获得；所述电极块中包含以下重量百分比含量的各元素组分：Ni为19.0～21.0％，Cr为21.5～23.0％，Al为1.5～4.0％，Mo为1.1～1.2％，Si为1.0％以下，Mn为1.0％以下，Ti为0.6％以下，余量为Fe及不可避免的杂质。3.一种制备权利要求1所述烧烤类加热管用不锈钢的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)称取符合炼制要求的原料进行配料，混匀后以压机压制得到电极块；电极块中包含以下重量百分比含量的各元素组分：Ni为...

【专利技术属性】
技术研发人员：田宛平，朱晓贤，
申请(专利权)人：杭州佐帕斯工业有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33