抗高温蠕变性优良的改性奥氏体不锈钢及其制备方法技术

本发明专利技术公开了抗高温蠕变性优良的改性奥氏体不锈钢及制备方法，该改性钢包括钢基体和渗层，渗层由内至外包括40～80μm的含Al的Fe相扩散层、50～100μm的Fe‑Al化合物层和10～20μm的Al2O3薄膜。制备方法包括：（1）电解抛光；（2）渗铝：分别于400～600℃和900℃～1050℃下处理，炉冷；（3）喷砂：于0.6～0.9MPa氮气下进行；（4）退火：1000～1100℃下退火，炉冷；（5）激光冲击强化：单脉冲能量4～7J，光斑直径2.6～3mm，次数1～3次。本发明专利技术的改性钢在熔融铝硅合金条件下抗蠕变性能和抗腐蚀性能优良、渗层无脆性相、与基体结合力强、抗剥落性能及韧性和强度好。

Modified Austenitic Stainless Steel with Excellent Creep Resistance at High Temperature and Its Preparation Method

The present invention discloses a modified austenitic stainless steel with excellent creep resistance at high temperature and a preparation method. The modified steel comprises a steel matrix and an infiltration layer. The infiltration layer consists of a 40-80 micron Fe phase diffusion layer containing Al, a 50-100 micron Fe Al compound layer and an 10-20 micron Al_2O_3 film from inside to outside. The preparation methods include: (1) electrolytic polishing; (2) aluminizing: treatment at 400-600 and 900-1050 degrees centigrade respectively, furnace cooling; (3) sandblasting: annealing at 0.6-0.9 MPa nitrogen; (4) annealing at 1000-1100 degrees centigrade, furnace cooling; (5) laser shock strengthening: single pulse energy 4-7J, spot diameter 2.6-3mm, frequency 1-3 times. The modified steel of the invention has excellent creep resistance and corrosion resistance under the condition of molten Al-Si alloy, no brittle phase in the infiltrated layer, strong bonding force with the matrix, good spalling resistance, toughness and strength.

【技术实现步骤摘要】
抗高温蠕变性优良的改性奥氏体不锈钢及其制备方法
本专利技术涉及换热管材料
，尤其涉及一种抗高温蠕变性优良的改性奥氏体不锈钢及其制备方法。
技术介绍
太阳热能发电（也称聚焦型太阳能热发电，ConcentratingSolarPower，CSP）因具有出稳定、连续、可控的电力输出以及可实现与光伏、风电互补的优势，在能源结构优化中作为清洁能源的代表受到广泛的重视。储热系统是CSP发电站的主要环节。目前商业化CSP发电站储热介质主要采用水蒸气、熔融盐以及导热油，由于水蒸气储热容量低，熔融盐导热系数低、高温易分解和固液分层，导热油高温（在400℃以上）易分解等特点，因此储热系统存在导热效率低、热稳定性差、过冷度大等缺陷，导致发电成本高，限制了太阳能热发电的发展。铝硅合金在1079℃的潜热可达960J/g，其导热系数是盐的2倍以上，在熔点为575℃下经720次熔融-凝固循环后，其相变潜热由505kJ/kg下降至452kJ/kg，降幅只有10.5％，而相变温度基本保持稳定，具有抗氧化性能高的特点（经几百小时的高温氧化后，其氧化率小于0.01％），被认为是储热介质新一代替代材料。但是在实际应用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.抗高温蠕变性优良的改性奥氏体不锈钢，其特征在于，所述改性奥氏体不锈钢包括奥氏体不锈钢基体和渗层，所述渗层由内至外包括厚度为40～80μm的含Al的 Fe相扩散层、厚度为50～100μm的Fe‑Al化合物层和厚度为10～20μm的Al2O3薄膜。

【技术特征摘要】
1.抗高温蠕变性优良的改性奥氏体不锈钢，其特征在于，所述改性奥氏体不锈钢包括奥氏体不锈钢基体和渗层，所述渗层由内至外包括厚度为40～80μm的含Al的Fe相扩散层、厚度为50～100μm的Fe-Al化合物层和厚度为10～20μm的Al2O3薄膜。2.如权利要求1所述的抗高温蠕变性优良的改性奥氏体不锈钢，其特征在于，所述Fe-Al化合物层为Fe和Al的非脆性金属间化合物；所述非脆性金属间化合物包括FeAl、FeAl2和Fe3Al。3.如权利要求1或2所述的抗高温蠕变性优良的改性奥氏体不锈钢，其特征在于，所述奥氏体不锈钢基体为321奥氏体不锈钢；所述渗层的表面硬度为625～1390HV，强化作用深度为300～1600μm。4.抗高温蠕变性优良的改性奥氏体不锈钢的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、电解抛光：以奥氏体不锈钢为阳极、以不溶性导电材料为阴极，对奥氏体不锈钢进行电解抛光处理；S2、渗铝：对经电解抛光处理的奥氏体不锈钢进行干燥，再采用固体粉末渗剂进行渗铝，所述渗铝的条件为：先于400～600℃保温20～40min，再于900℃～1050℃保温10～15h后随炉冷却至室温；S3、喷砂处理：将渗铝后的奥氏体不锈钢于0.6～0.9MPa的高压氮气下进行喷砂；S4、退火：将经喷砂处理的奥氏体不锈钢在1000～1100℃的氩气气氛下退火，随炉冷却后取出；S5、激光冲击强化：将经退火处理的奥氏体不锈钢进行激光冲击处理，激光冲击的单脉冲能量为4～7J，光斑直径为2.6～3mm，激光冲击次数1～3次，经激光冲击强化处理后，即得改性奥氏体不锈钢。5.如权利要求4所述的抗高温蠕变性优良的改性奥氏体不锈钢的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述固体粉末渗剂包括以下组分的均匀混合物：粒度为200目的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李微，陈荐，许栋梁，李传常，邱玮，任延杰，何建军，陈建林，彭卓寅，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43