一种耐高温高强度合金钢及其热处理工艺制造技术

一种耐高温高强度合金钢及其热处理工艺，所述耐高温高强度合金钢的成分为：碳0.06～0.1，镍0.8～1.2，钒0.9～1.8，钼1.6～2.6，硅0.8～1.2，锰1.5～2.8，鉻2.3～6.0，钨0.1～0.3，稀土0.1～0.3，其余为铁，耐高温高强度合金钢在冶炼时加入了稀土硅镁合金，其用量为炉料质量的0.7～1.5%，所述稀土硅镁合金符合国家标准GB/T4138-93；所述热处理依次包括淬火热处理、固溶热处理工艺与时效热处理工艺。本发明专利技术制得的耐高温高强度合金钢不仅耐高温性能好，而且耐磨性、强韧性较强，用该钢制造高温螺栓的使用寿命比现有普通螺栓提高8倍以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种合金钢，尤其涉及一种耐高温高强度合金钢及其热处理工艺，具体适用于提高钢的强度与耐高温性能。
技术介绍
高温环境下使用的零件必须具有耐高温性和高强度性，因此对零件所用的钢材也要求耐高温与高强度。中国专利公告号为CN100412221C，公告日为2008年8月20日的专利技术专利公开了一种高温合金钢，该钢的成分以及重量百分比为碳0. 7 —1.5，镍0 —1.5，钒0 —1.5，钼1.0—3，硅 0. 5—1. 5，猛 0. 2—1. 0，鉻 0—3，钨 0—3，镁 0 — 0. 8，钛 0— 1. 5，铝 0— 0. 5，其余为铁。虽然该种钢在高温环境下具有一定的强度，但由于其含碳量较高、韧性不强，因而在某些环境下，如用来制造高温炉上的夹紧螺栓，则强度、耐高温性和韧性都不能满足生产的需要，造成制造出来的零件易拉断和变形，更换频率高，从而导致制造成本增加，生产率降低。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术存在的耐高温性能较差、耐磨性与强韧性较弱，用其制造的零件在高温环境下的更换频率较高、增加生产成本的缺陷，提供一种耐高温性能较好、耐磨性与强韧性较强，用其制造的零件在高温环境下的更换频率较低、降低生产成本的耐高温高强度合金钢及其热处理工艺。一种耐高温高强度合金钢，所述耐高温高强度合金钢的成分及质量％为碳 0.06 0.1，镍 0.8 1.2，钒 0.9 1.8，钼 1. 6 2. 6，硅 0. 8 1. 2，猛 1. 5 2. 8，鉻2.3 6. 0，钨0. 1 0. 3，稀土 0. 1 0. 3，其余为铁；所述耐高温高强度合金钢在冶炼时加入了稀土硅镁合金，该稀土硅镁合金的用量为炉料质量的0. 7 1. 5%，且所述稀土硅镁合金符合国家标准GB/T4138-93 ；所述炉料质量指所有生产原料的总重量。所述稀土硅镁合金指FeSiMg8RE3、FeSiMg8RE3 - A 或 FeSiMg8RE3 - B。—种上述耐高温高强度合金钢的热处理工艺，所述热处理工艺依次包括以下三个连续工艺工艺一加热至950°C，并保温4个小时后在油类液体中进行淬火；工艺二 加热至800°C，并保温6小时后用循环冷水冷却，冷却时间为10分钟；工艺三加热到600°C，并保温3个小时后自然冷却。所述工艺一中淬火用的油类液体为锭子油。所述工艺一、工艺二、工艺三中加热温度的波动范围都是士 10 - 15°C。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为1、本专利技术一种耐高温高强度合金钢的成分及质量％为碳0. 06 0. 1，镍0. 8 1. 2，钒 0.9 1.8，钼 1. 6 2. 6，硅 0. 8 1. 2，猛 1. 5 2. 8，鉻 2. 3 6. 0，钨 0. 1 0. 3，稀土 0. 1 0. 3，其余为铁，各种成分的设计优点为碳，采取低碳设计的理念，低碳能使材料的热性能、韧性得到提高，当碳的质量％小于0. 06时，钢材的强度较低，当碳的质量％大于 0. 1时，钢的脆性增加、韧性降低，因而本专利技术中的碳含量取0. 06 0. 1 ；镍-鉻-锰元素， 这三种元素经加热溶入合金钢的奥氏体基体，能提高合金钢的淬透性与强度，且它们同属奥氏体形成元素，因而也利于提高合金钢的韧性；钨-钼-钒元素，这三种元素的碳化物不仅能赋予合金钢良好的耐磨性，而且能赋于合金钢良好的耐高温性能；硅元素，该元素不仅能使合金钢的淬透性提高，而且能固溶强化合金钢基体，提高合金钢的强度；稀土元素通常与硅镁合金以稀土硅镁合金的形式加入，不仅能够脱氧、脱硫，消除或减少原料中有害微量元素如锡、锑、铋、砷等对钢性能的不利影响，而且可变质硫化物，显著改善钢的横向冲击性能、降低韧-脆转化温度。因此本专利技术一种耐高温高强度合金钢不仅耐高温性能较好， 而且耐磨性、强韧性也较强，因而用其制造的零件在高温环境下的更换频率较低，能够降低生产成本。2、本专利技术一种耐高温高强度合金钢的热处理工艺中依次包括三个连续工艺，其中，工艺一可使合金钢中的镍-鉻-锰元素完全溶入基体，从而使合金钢具有优异的淬透性和强度；工艺二可使合金钢基体上析出弥散、细小、均勻的碳化物，从而使合金钢具有良好的耐高温、耐磨性能；工艺三可降低合金钢中应力，进一步均勻成份、细化组织，使合金钢韧性和红硬性提高。因此本专利技术一种耐高温高强度合金钢的热处理工艺能够再次提高钢的耐高温性能、耐磨性与强韧性，使得用其制造的零件在高温环境下的更换频率较低，能够降低生产成本。具体实施例方式以下结合具体实施方式对本专利技术进行详细描述一种耐高温高强度合金钢，所述耐高温高强度合金钢的成分及质量％为碳0. 06 0.1，镍 0.8 1.2，钒 0.9 1.8，钼 1. 6 2. 6，硅 0. 8 1. 2，猛 1. 5 2. 8，鉻 2. 3 6. 0，钨0. 1 0. 3，稀土 0. 1 0. 3，其余为铁；所述耐高温高强度合金钢在冶炼时加入了稀土硅镁合金，该稀土硅镁合金的用量为炉料质量的0. 7 1. 5%，且所述稀土硅镁合金符合国家标准GB/T4138-93 ；所述炉料质量指所有生产原料的总重量。所述稀土硅镁合金指FeSiMg8RE3、FeSiMg8RE3 - A 或 FeSiMg8RE3 - B。本专利技术一种耐高温高强度合金钢的成分及作用如下碳低碳可使材料的热性能、韧性得到提高。当碳的质量小于0. 06%时，合金钢的强度较低，当碳的质量大于0. 1%时，合金钢的脆性增加、韧性降低。镍镍可使材料淬透性提高，从而提高钢的强度，镍又属奥氏体形成元素，可使钢的韧性和耐热性能得到提高。当镍的质量小于0.8%时，合金钢的强度、韧性增加不明显，镍的质量大于1%时，合金钢的回火脆性增加。钒可细化合金钢晶粒组织，在材料中形成硬质化合物增加强度。当钒的质量小于 0. 8%时，钢材组织的细化效果差，钒的质量大于1. 2%时，碳化钒数量增加，从而导致合金钢的韧性降低。钼钼可使材料淬透性、耐热性能得到提高，钼的碳化物还可提高合金钢的耐磨性。当钼的质量小于1. 6%时，合金钢组织的高温性能不理想，钼的质量大于2. 6%时，合金钢的脆性增加。硅硅可使材料淬透性提高，并固溶强化合金钢基体，从而使合金钢的强度提高。 当硅的质量小于0. 8%时，使淬透性提高并固溶强化合金钢基体的效果不显著，硅的质量大于1. 6%时，合金钢的脆性增加。锰锰可使材料淬透性和耐磨性能得到提高。当锰的质量小于1. 5%时，钢材组织的抗冲击、抗磨损性能提高不明显，淬透性不理想，锰的质量大于2. 8%时，钢材易出现加工硬化现象，加工难度增加，塑性降低。鉻铬具有极好的抗氧化性和耐蚀性，可使材料淬透性、热性能得到提高，能在材料中形成硬质化合物增加强度，当与其他元素如钼、钒、钨复合加入时，合金钢不仅淬透性优异，而且红硬性及高温耐磨性好，回火脆性倾向小。当鉻的质量小于2. 3%时，合金钢组织的淬透性和热性能不理想，鉻的质量大于6. 0%时，合金钢的脆性增加，加工难度增加。钨钨可提高材料的耐高温强度，可在材料中形成硬质化合物增加耐磨性，具有耐高温、不易磨损的特性。当钨的质量小于0. 1%时，合金钢组织的热性能和耐磨性不理想，钨的质量大于0. 3%时，合金钢的脆性增加，切削性降低本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周子钦，
申请(专利权)人：周子钦，
类型：发明
国别省市：