【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钢铁材料制备，更具体地，涉及一种链篦机链节用耐热钢及其制备方法。
技术介绍
1、链篦机是冶金球团生产线上的重要设备。链节是链篦机的关键核心部件，用于输送球团物料，并将物料干燥预热。链篦机用链节的结构形式有两种。一种是整体式结构，一种是分体式结构。分体式链节由链节基体、链节套、盖板和盖板螺栓组成。因链节长期在200～750℃之间交变循环的恶劣工况下运转，需同时具有优良的力学性能、抗氧化性能和耐磨损性能。因奥氏体耐热钢兼具上述优良性能，而得到普遍应用。作为大型设备，单台链篦机由数千件链节组成。常规奥氏体耐热钢链节的金属成分中均含有高配比的cr和ni元素。这些贵金属的大量使用导致链节制造成本居高不下。
2、为满足工况需求，整体式结构链节，须同时具有优良的力学性能、抗氧化性能和耐磨损性能。因此须采用价格昂贵的奥氏体耐热钢进行制备。经研究发现：链节与球团物料接触面，温度在300～750℃之间；其余部分的温度在200～650℃之间。基于该发现，在采用分体式结构设计的基础上，链节不同部位的部件因功能需求不同，可以研究采用不同材质性能的耐热钢进行匹配，从而满足链节的整体功能需求。
3、位于链节与球团物料接触面上的链节盖板及其螺栓，因需承受来自物料的高温氧化和冲刷，则选用耐磨耐高温氧化性能突出的耐热钢制备。链节基体和链节套位于链节盖板的下方，承受的烟气温度较低。链节基体主要承受牵引拉力，可选用力学性能突出的耐热钢制备；而位于链节铰接位置的链节套，主要承受摩檫力，可选用耐磨性能突出的耐热钢制备。依据该设计理念，
技术实现思路
1、本专利技术提供一种链篦机链节用耐热钢及其制备方法，本专利技术链节基体用耐热钢为索氏体钢，通过合理调配金属成分组成，采用特定的调质热处理工艺得到高强度回火索氏体组织，使得该链节的整体力学性能远超常规奥氏体耐热钢链节。
2、根据本专利技术的一个方面，提供一种链篦机链节用耐热钢，其各组分以质量百分比计为：c：0.05～0.20％，si：≤0.80％，mn：0.50～0.90％，cr：2.0～2.75％，mo：0.90～1.10％，ni:0.10～0.25％，nb：0.03～0.05％，p：≤0.03％，s：≤0.03％，re：0.01～0.05％，余量为fe和不可避免的杂质。
3、在上述方案基础上优选，各组分以质量百分比计为：c：0.14～0.20％，si：≤0.60％，mn：0.50～0.90％，cr：2.0～2.75％，mo：0.90～1.10％，ni:0.10～0.20％，nb：0.03～0.05％，p：≤0.02％，s：≤0.02％，re：0.01～0.05％，余量为fe和不可避免的杂质。
4、上述索氏体耐热钢中主要合金元素选取理由如下(成分以质量百分比计算)：
5、(1)碳(c)元素：c元素能与钢中的多种合金元素生成强化相，可显著提高索氏体耐热钢的强度。然而c含量若添加过多，将在索氏体晶界处形成大量连续分布的网状碳化物，耐热钢的塑性、下降。综合考虑链节的性能需求，将c含量控制在0.05～0.20％之间(优选为0.14～0.20％)。
6、(2)硅(si)元素：si元素可以改善耐热钢的抗高温氧化性能。然而si元素若添加量过多，会影响耐热钢的力学性能，并且si元素为铁素体形成元素，会提高耐热钢中的[cr]当量，从而导致δ铁素体的出现。因此将si含量控制在≤0.80％(优选为≤0.60％)。
7、(3)锰(mn)元素：mn与s可形成熔点较高的mns，进而消除或减弱由于硫引起的钢的热脆性，同时能增加钢的淬透性。然而mn元素过多，会增加钢晶粒粗化的倾向和回火脆性敏感性。因此将mn含量控制在0.50～0.90％之间(优选为0.60～0.80％)。
8、(4)铬(cr)元素：cr元素在调质处理时提高淬透性，使钢经淬火回火后具有较好的综合力学性能，在渗碳钢中还可以形成含铬的碳化物，从而提高材料表面的耐磨性。然随着cr元素增加，伸长率和断面收缩率会降低，钢材变差。因此将cr含量控制在2.0～2.75％之间(优选为2.0～2.6％)。
9、(5)钼(mo)元素：加入mo元素可以提高调质处理时的淬透性和热强性，防止回火脆性。同时可以在耐热钢中形成fe2mo型laves强化相，这种强化相的高温尺寸稳定性较好，可以提高耐热钢的高温强度。因此将mo含量控制在0.90～1.10％之间(优选为1.00～1.10％)。
10、(6)镍(ni)元素：钢在高温下易出现晶间腐蚀，少量加入镍元素，可以稳定晶界结构，提高钢的耐温性能。同时可以细化钢的晶粒，有利于提高钢的强度和韧性。考虑到该元素稀缺昂贵，ni元素含量控制在ni:0.10～0.25％之间(优选为ni:0.10～0.20％)。
11、(7)铌(nb)元素：nb元素在耐热钢中可以与c、n元素形成mx相，与cr、n元素形成z相，与fe元素形成fe2nb型laves。这些强化相可以大幅提高材料的高温力学性能。然而nb元素在铸造过程中容易发生偏析，同时考虑到成本因素，因此将nb含量控制在0.03～0.05％之间(优选为0.03～0.05％)。
12、(8)硫和磷(s和p)元素：s和p元素在钢冶炼中偏析严重，恶化钢的质量，s元素会增加钢的热脆性，p元素会增加钢的冷脆性。因此将s和p含量均控制在≤0.03％(优选为≤0.02％)。
13、(9)稀土(re)元素：re元素可以提高钢的高温抗氧化、抗蠕变和抗腐蚀性能。它能改善钢的流动性，减少非金属夹杂，使钢组织致密纯净，提高冲击。同时考虑到成本因素，因此将re含量控制在0.01～0.05％之间(优选为0.02～0.05％)。
14、本专利技术还提供了一种链篦机链节用耐热钢的制备方法，包括如下步骤：
15、步骤a1，根据权利要求1的配置原料，且稀土re选用ce或la；
16、步骤a2，将步骤a1中的原料装料抽真空，升温至1620℃～1670℃下进行熔化，在1600℃～1650℃下依次进行除渣、脱氧，调整成分以及合金化，且脱氧时须采用无铝脱氧剂；
17、步骤a3，待成分符合索氏体耐热钢的成分标准后，进行浇注，浇注温度为1540℃～1560℃,浇注时采用保温帽和绝热板，冷却至常温后，完成铸造。
18、在上述方案基础上优选，还包括调质热处理工艺，将步骤a3的锻造钢进行淬火，淬火温度为960～980℃，保温时间为：30～40分钟+链节最大厚(mm)×1分钟/mm；冷却(油冷)至室温；回火温度620～650℃，保温时间为：40～55分钟+链节最大厚(mm)×1分钟/mm，随炉冷却<200℃时出炉冷却。
19、在上述方案基础上优选，步骤3中，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种链篦机链节用耐热钢，其特征在于，其各组分以质量百分比计为：C：0.05～0.20％，Si：≤0.80％，Mn：0.50～0.90％，Cr：2.0～2.75％，Mo：0.90～1.10％，Ni:0.10～0.25％，Nb：0.03～0.05％，P：≤0.03％，S：≤0.03％，Re：0.01～0.05％，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的一种链篦机链节用耐热钢，其特征在于，各组分以质量百分比计为：C：0.14～0.20％，Si：≤0.60％，Mn：0.50～0.90％，Cr：2.0～2.75％，Mo：0.90～1.10％，Ni:0.10～0.20％，Nb：0.03～0.05％，P：≤0.02％，S：≤0.02％，Re：0.01～0.05％，余量为Fe和不可避免的杂质。
3.一种链篦机链节用耐热钢的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
4.如权利要求3所述的一种链篦机链节用耐热钢的制备方法，其特征在于，还包括调质热处理工艺，将步骤A3的锻造钢进行淬火，淬火温度为960～980℃，保温时间为：基础时间为30～40分钟，并根
5.如权利要求4所述的一种链篦机链节用耐热钢的制备方法，其特征在于，步骤3中，淬火后的耐热钢的晶体结构为索氏体组织。
6.如权利要求5所述的一种链篦机链节用耐热钢的制备方法，其特征在于，篦机链节用耐热钢在600℃时，屈服强度≥400MPa。
...【技术特征摘要】
1.一种链篦机链节用耐热钢，其特征在于，其各组分以质量百分比计为：c：0.05～0.20％，si：≤0.80％，mn：0.50～0.90％，cr：2.0～2.75％，mo：0.90～1.10％，ni:0.10～0.25％，nb：0.03～0.05％，p：≤0.03％，s：≤0.03％，re：0.01～0.05％，余量为fe和不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的一种链篦机链节用耐热钢，其特征在于，各组分以质量百分比计为：c：0.14～0.20％，si：≤0.60％，mn：0.50～0.90％，cr：2.0～2.75％，mo：0.90～1.10％，ni:0.10～0.20％，nb：0.03～0.05％，p：≤0.02％，s：≤0.02％，re：0.01～0.05％，余量为fe和不可避免的杂质。
【专利技术属性】
技术研发人员：李会义，甄彩玲，胡一帆，
申请(专利权)人：武钢资源集团鄂州球团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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