工业炉用无镍热稳定钢制造技术

一种工业炉用无镍热稳定钢，主要成分为（按％重量计）Ｃ＝０．１－０．６，Ｃｒ＝９－１４，Ｍｎ＝１５－２３。Ｓｉ＝２－５，Ｔｉ＝０．１－１．５，（稀土＝０．１５），Ｓ＜０．０２，Ｐ＜０．０７及平衡量的Ｆｅ，该钢成型后其钢的表面进行热浸渗铝硅处理，当温度在１０００℃时，它的抗氧化性能达到完全抗氧化性级（一级），它的常高温机械性能略高于美国的２５－２０钢，本钢种没有镍元素，成本低，比２５－２０钢至少便宜１倍，适宜在各种工业加热炉上推广使用。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种热稳定钢，尤其是指一种工业炉用的无镍热稳定钢。工业炉用热稳定钢(俗称抗氧化不起皮钢)的研究很早就受到各国冶金专家的青睐。1956年，德国学者E.Houdremont在《特殊钢)》专著中首先宣布了一种铁铬锰热强钢，它的主要成分为(以％重量计)C＝0.12，Cr＝8-12，Mn＝15-20，Si＝2.5-3.5，(Ni＝2)，(Ti、N2)及平衡量的Fe，使用的温度约950℃，在氧化性气氛和还原性气氛中的抗硫性能分别是中等和弱。1962年初，本专利申请人根据铁铬锰系平衡图和前苏联XимyщиHφ.φ的有关理论，专利技术创造了无镍热稳定钢(于1966年在国防工业出版社出版的《(中国精密机械学会学术论文选集第四集)》中发表)，它的主要成分为(以％重量计)C＝0.1-03，Cr＝10-13.5，Mn＝23-26，Si＝2.4-3.2，Ti＝0.2-0.5，S＝0.02，P＝0.065，(稀土＝0.15)及平衡量的Fe，该钢种与上述的相比，综合机械性能比它强。但抗氧化性能差不多，都在850℃-1050℃的范围，抗氧化性能欠缺，按我国冶金部的YB48-64标准评级属抗氧化性级(二级)，尤其反映在使用温度超过900℃时，抗氧化性能更欠缺。为此，上述的两种铁铬锰系热稳定钢至今未能全面推广使用。目前，广泛应用于工业炉用构件中的最佳钢种分别是美国和苏联的25(Cr)-20(Ni)和Cr18Ni25Si2钢种。这两种钢种均为高镍铬钢，镍元素能消除由于Cr、Al、Si等抗氧化性元素的大量加入所造成的有害影响，因此这两种钢在950℃-1100℃温度范围内抗氧化性能较好，按YB-64标准评级属完全抗氧化性级(一级)，但这两种钢种由于有镍的成分，它们的价格比前述的两种要高一倍以上。前述的两种钢都无镍元素，而用锰元素，锰元素远远不及镍元素消除抗氧化性元素大量加入所造成的有害影响的能力，因此，要使铁铬锰钢的抗氧化性能有较大的提高不仅要在元素成分的配方上下功夫，还需在生产工艺上有新的突破。本专利技术的目的是专利技术一种在高温下抗氧化性能较好、常高温机械性能较高及成本低的采用新工艺处理的工业炉用无镍热稳定钢。本专利技术的目的是这样实现的一种工业炉用的无镍热稳定钢，由C、Cr、Mn、Si、Ti、(稀土)、S、P及平衡量的Fe等元素组成，其中各元素的主要成分为(按％重量计)C＝0.1-0.6，Cr＝9-14，Mn＝15-23。Si＝2-5，Ti＝0.1-1.5，(稀土＝0.15)，S＜0.02，P＜0.07，这种无镍热稳定钢成型后其钢的表面进行热浸渗铝硅处理。冶炼上述的工业炉用的无镍热稳定钢的工艺冶炼采用碱性炉衬的电炉，用白渣不氧化法，出钢温度为1500℃-1600℃，浇铸温度为1440℃-1520℃，采用大流快注，锻件的始锻温度为1050℃-1150℃，终锻温度＞850℃；成型的钢表面进行热浸渗铝硅处理，浸渗的专用设备为井式炉带坩埚，浸渗的温度为750℃-850℃，浸渗的时间为10分钟-45分钟，浸渗的铝硅液配方为Al＝80％-95％，Si＝5％-20％，浸渗后进行铝硅由表面向内部的扩散处理，浸渗后扩散处理的温度与时间根据浸渗的部件的不同需求而定当处理温度为1000℃-1150℃时保温时间为1-5小时，当处理温度为920℃-980℃时保温时间为3-9小时，浸渗后处理毕随炉冷却到600℃时出炉。本专利技术的钢种根据不同的需求分A、B、C三种牌号， A牌号钢的主要成分为(按％重量计)C＝0.2-0.6，Cr＝9-14，Mn＝18-23，Si＝2-5，Ti＝0.2-1.5，(稀土＝0.15)，S＜0.02，P＜0.07及平衡量的Fe；B牌号钢的主要成分为(按％重量计)C＝0.3-0.6，Cr＝9-14，Mn＝15-18，Si＝2-4，Ti＝0.2-1.5，(稀土＝0.15)，S＜0.02，P＜0.06及平衡量的Fe；C牌号钢的主要成分为(按％重量计)C＝0.1-0.3，Cr＝10-14，Mn＝15-18，Si＝2-4，Ti＝0.2-1.5，(稀土＝0.15)，S＜0.02，P＜0.06及平衡量的Fe。本专利技术的新钢种是一种采用新的元素配方冶炼并在成型的钢表面进行热浸渗铝硅处理的无镍热稳定钢，在温度达到1100℃时，它的抗氧化性能达到完全抗氧化性级(一级)，它的常高温机械性能、抗渗炭及抗硫性能均略高于美国的25-20钢，因此，本钢种在950℃-11 00℃使用时，抗开裂和抗变形的性能较好，此外，本钢种中没有镍元素，因此，本钢种成本低，比25-20钢至少便宜1倍，适宜在各种工业加热炉上推广使用。下面举一个实施例，制造上述的A牌号钢，元素的成分为C＝0.2，Cr＝13，Mn＝21，Si＝2.2，Ti＝1.0，(稀土＝0.15)，S＝0.01，P＝0.06及平衡量的Fe，在碱性炉衬的中频电炉中用白渣不氧化法冶炼，出钢温度为1560℃，浇铸温度为1480℃，采用大流快注，锻件的始锻温度为1100℃，终锻温度为900℃。冶炼成型的钢表面进行热浸渗铝硅处理，处理的工艺流程为钢的表面进行去油污处理→在加有0.1％-1.0％金属锌的浓盐酸溶液中浸润10分钟-45分钟→沥干→烘干→热浸渗铝硅(浸渗温度为800℃，浸渗的铝硅液中Al＝93％，Si＝7％)→浸渗后扩散处理(浸渗后扩散处理温度950℃时保温时间为6小时)→随炉冷却到600℃时出炉→测试有关数据。权利要求1.一种工业炉用无镍热稳定钢，由C、Cr、Mn、Si、Ti、(稀土)、S、P及平衡量的Fe等元素组成，其特征在于各元素的主要成分为(按％重量计)C＝0.1-0.6，Cr＝9-14，Mn＝15-23。Si＝2-5，Ti＝0.1-1.5，(稀土＝0.15)，S＜0.02，P＜0.07，这种无镍热稳定钢成型后其钢的表面进行热浸渗铝硅处理。2.一种冶炼权利要求1所述的工业炉用无镍热稳定钢的工艺，其特征在于冶炼工业炉用的无镍热稳定钢采用碱性炉衬的电炉，用白渣不氧化法，出钢温度为1500℃-1600℃，浇铸温度为1440℃-1520℃，采用大流快注，锻件的始锻温度为1050℃-1150℃，终锻温度＞850℃；成型的钢表面进行热浸渗铝硅处理，浸渗的专用设备为井式炉带坩埚，浸渗的温度为750℃-850℃，浸渗的时间为10分钟-45分钟，浸渗的铝硅液配方为Al＝80％-95％，Si＝5％-20％，浸渗后进行铝硅由表面向内部的扩散处理，浸渗后扩散处理的温度与时间根据浸渗的部件的不同需求而定当处理温度为1000℃-1150℃时保温时间为1-5小时，当处理温度为920℃-980℃时保温时间为3-9小时，浸渗后处理毕随炉冷却到600℃时出炉。3.根据权利要求1所述的工业炉用无镍热稳定钢，其特征在于该钢种分A、B、C三种牌号，A牌号钢的主要成分为(按％重量计)C＝0.2-0.6，Cr＝9-14，Mn＝18-23，Si＝2-5，Ti＝0.2-1.5，(稀土＝0.15)，S＜0.02，P＜0.07及平衡量的Fe；B牌号钢的主要成分为(按％重量计)C＝0.3-0.6，Cr＝9-14，Mn＝15-18，Si＝2-4，Ti＝0.2-1.5，(稀土＝0.15)，S＜0.02，P＜0.06及平衡量的Fe；C牌号钢的主要成分为(按％重本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工业炉用无镍热稳定钢，由Ｃ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｔｉ、（稀土）、Ｓ、Ｐ及平衡量的Ｆｅ等元素组成，其特征在于各元素的主要成分为（按％重量计）Ｃ＝０．１－０．６，Ｃｒ＝９－１４，Ｍｎ＝１５－２３。Ｓｉ＝２－５，Ｔｉ＝０．１－１．５，（稀土＝０．１５），Ｓ＜０．０２，Ｐ＜０．０７，这种无镍热稳定钢成型后其钢的表面进行热浸渗铝硅处理。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张光渊，张氢，
申请(专利权)人：张光渊，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]