稀土高铬高镍高温耐热钢及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种稀土高铬高镍高温耐热钢及其制备方法。本发明专利技术的稀土高铬高镍高温耐热钢，由以下重量百分比的元素组成：Ｃ０．２５～０．３５；Ｃｒ２８～３５；Ｎｉ２５～３５；Ｓｉ１．２～２．５；Ｍｎ≤１；Ｍｏ０．３０～０．５０；Ｔｉ０．３０～０．６０；ＲＥ０．００１～０．１０；Ｓ≤０．０３；Ｐ≤０．０３；余量为Ｆｅ及杂质，且杂质总量≤０．１０；Ｃｒ／Ｃ＝３０～１１０。本发明专利技术与已有技术相比，可工作在１２８０℃高温下，有良好的抗混燃煤粉气流磨损、抗渗碳、抗氧化、抗硫蚀、抗变形性能，致密性好，铸态下有良好的机加工性能和可焊性，而且熔铸工艺简便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高铬特种钢，特别涉及一种。
技术介绍
随着火力发电功率的增加，对火嘴耐热性、耐氧化性等性能提出了更高的要求。中国专利(申请号97106118. 1)公开了一种稀土高铬镍氮高温耐热钢，由碳、铬、 镍、硅、锰、钼、氮、钛、稀土、硫、磷、铁元素组成，其中铬含量(重量百分比)为25-35，镍含 量为15-18。这种合金钢具有在1250°C高温下抗混燃煤粉气流磨损、抗渗碳、抗氧化、抗硫 蚀、抗变形性能，在铸态下具有良好的机加工性和焊接性。1250°C时δ b ^ 30Mpa、氧化增重 (0. 6g/m2. h。但在高温条件下，仍然会被氧化，影响了火嘴的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术为了克服以上技术方面的不足，提供了一种成本低，能在1280°C高温下抗 氧化性能好，高温耐蚀性好，致密性能好，使用寿命长、机加工性能和良好的焊接性能的稀 土高铬高镍高温耐热钢。本专利技术还提供了一种工艺简单，适合于工业化生产的稀土高铬高镍高温耐热钢的 制备方法。本专利技术是通过以下措施来实现的本专利技术公开了一种稀土高铬高镍高温耐热钢，其特征是由以下重量百分比的元 素组成C0. 25 0. 35 ；Cr28 35 ；Ν 25 35 ；Sil. 2 2. 5 ;Mn ≤ 1 ；MoO. 30 0. 50 ； TiO. 30 0. 60 ； RE0. 001 0. 10 ；S≤ 0. 03 ；P ≤ 0. 03 ；余量为 Fe 及杂质，且杂质总量 ≤ 0. 10 ；Cr/C = 30 110。上述本专利技术的稀土高铬高镍高温耐热钢，所述的元素最佳组成为C0. 25 0. 30 ； Cr30 32 ；Ν 25 30 ；Sil. 8 2. 0 ;Mn ≤ 1 ；MoO. 30 0. 50 ；TiO. 30 0. 60 ；RE0. 001 0. 10 ；S ≤ 0. 03 ；P ≤ 0. 03。本专利技术还公开了上述的稀土高铬高镍高温耐热钢的制备方法，由采用以下步骤(1)制模，刷涂料，烘干，浇铸系统安置，装箱；(2)熔炼熔炼炉内加入废钢，使废钢熔解，然后依次加入镍、铬铁、锰铁、硅铁、钛 铁、稀土，上述炉料均要无油、无锈，且不含杂质，其中锰铁、硅铁、铬铁、钛铁和稀土在加入 前要烘干；(3)浇铸出钢温度控制在1650 1700°C，出炉后快速浇注成型，浇注温度控制 1600 1650 。氧化膜能牢固的附着在金属的表面，从而能有效地保护金属免受高温气体的氧化 和介质的腐蚀。铬是提高钢的高温抗氧化的主要元素，工件使用温度愈高，应相应增加钢中 含铬量。随着钢中含铬量增加，氧化铬膜的稳定提高，膜的厚度与致密也增加。为了进一步增加材料的抗氧化性能，在材料中添加一定数量的镍、铬、钼等材料，并采用稀土进行处理， 以提高铬原子的扩散能力和扩大奥氏体组织，进而提高合金钢的耐热性和热强性。本专利技术的稀土高铬高镍高温耐热钢，为了进一步提高其抗氧化性能，提高其高温 的耐蚀性能，提高其使用寿命，本专利技术提高了镍的加入量，因为在诸多的金属元素中镍具有 很好的耐蚀性，且在高温下几乎不氧化。本专利技术的稀土高铬高镍高温耐热钢，不含氮元素，可以防止产品出现气孔，提高钢 材的致密度，进一步提高产品的使用寿命。本专利技术与已有技术相比，该稀土高铬高镍高温耐热钢，可工作在1280°C高温下，有 良好的抗混燃煤粉气流磨损、抗渗碳、抗氧化、抗硫蚀、抗变形性能，致密性好，铸态下有良 好的机加工性能和可焊性，而且熔铸工艺简便。该钢的主要性能指标为1280°C时 δ b 彡 30Mpa、氧化增重彡 0. 5g/m2. h抗高温氧化性彡1280 0C机械性能(1)室温机械性能Ob^ 980Mpa σ s 彡 640Mpaδ ^ 13%ak=15 25J/CM2(2)高温机械性能1280°C抗拉强度彡 4. 66kg/mm2延伸率彡15.3%。具体实施例方式实施例1本实施例的稀土高铬高镍高温耐热钢产品的制备方法，包括以下步骤制模一刷涂料一烘干一浇铸系统安置一装箱一熔炼一钢水分析一浇铸一清理一 检验一机械精加工一检验一出厂。(1)熔炼时，金属炉料要选择合理的顺序和适宜的时间加入。加料顺序为废钢、 镍、铬铁、锰铁、硅铁、钛铁、稀土，各种炉料均要无油、无锈，且不含杂质，严格控制钢液的化 学成分，其中锰铁、硅铁、铬铁、钛铁和稀土在加入前要烘干。严格控制熔炼炉出炉温度。出 钢温度要严格控制在1650 1700°C，出炉后快速浇注成型，浇注温度控制1600 1650°C。(2)铸造过程中，由于该钢含铬量高，浇注系统应尽量采用开放式的底铸。铸件较 高时可以采用阶梯式浇注系统。在浇注薄壁件时，要求其充型速度大，浇注时间短，为此除 采用开放式浇注系统外，还必须使浇注系统的截面积尺寸足够大，比普通碳钢截面积应大 10%以上。浇注时必须加强型腔的排气，使之有足够的排气通道，加快浇注速度，短时间内 一次浇铸成功。为了防止粘砂，模具表面要刷涂料，尽量采用锆英粉和铬铁矿粉。本专利技术利 用高铬高镍，加适量的钛、硅、锰、硫、磷、钼、稀土等合金元素组成，出炉时采用稀土硅铁合 金加以处理，获得铸态下的以奥氏体为主，其组分比为<table>table see original document page 5</column></row><table>余为Fe杂质，且杂质总量≤0. 10 (按重量百分比)。利用该专利技术的组分配比，铸制60万KW火力发电机组中的锅炉燃烧器火嘴。该钢的主要性能指标为机械性能(1)室温机械性能Ob≥ 980Mpa σ s ≥ 640Mpaδ≥ 13%ak=15 25J/CM2(2)高温机械性能1280°C抗拉强度≥4. 98kg/mm2延伸率≥15.3%，1280°C时δ b≥35Mpa、氧化增重≤0. 38g/m2. h，使用寿命为9000小时。实施例2制备方法与实施例1基本相同，其组分比为<table>table see original document page 5</column></row><table>余为Fe杂质，且杂质总量≤ 0. 10 (按重量百分比)。利用该专利技术的组分配比，铸制60万KW火力发电机组中的锅炉燃烧器火嘴。该钢的主要性能指标为机械性能(1)室温机械性能Qb≥ 1080Mpa σ s ≥ 740Mpaδ ≥ 13%ak=15 25J/CM2(2)高温机械性能1280°C抗拉强度≥ 5. 18kg/mm2延伸率≥15. 3%1280°C时δ b≥38Mpa、氧化增重≤0. 32g/m2. h，使用寿命为7000小时。实施例3本实施例的稀土高铬高镍高温耐热钢产品的制备方法，包括以下步骤制模一刷涂料一烘干一浇铸系统安置一装箱一熔炼一钢水分析一浇铸一清理一 检验一机械精加工一检验一出厂。(1)熔炼时，金属炉料废钢、镍、铬铁、锰铁、硅铁、钛铁、稀土，一块加入溶炼炉内。 各种炉料均要无油、无锈，且不含杂质，严格控制钢液的化学成分，其中锰铁、硅铁、铬铁、钛 铁和稀土在加入前要烘干。严格控制熔炼炉出炉温度。出钢温度要严格控制在1650 1700°C，出炉后快速浇注成型，浇本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稀土高铬高镍高温耐热钢，其特征是由以下重量百分比的元素组成：Ｃ０．２５～０．３５；Ｃｒ２８～３５；Ｎｉ２５～３５；Ｓｉ１．２～２．５；Ｍｎ≤１；Ｍｏ０．３０～０．５０；Ｔｉ０．３０～０．６０；ＲＥ０．００１～０．１０；Ｓ≤０．０３；Ｐ≤０．０３；余量为Ｆｅ及杂质，且杂质总量≤０．１０；Ｃｒ／Ｃ＝３０～１１０。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张式府，张典申，姜留生，吕兆坤，虞海军，姜红之，
申请(专利权)人：山东东方金丹特种钢有限公司，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]