专利汇可以提供节镍耐热钢专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 是一种含有稀土等的节镍耐热 钢 ,该钢的主要征特是加入少量稀土及其他微量元素,含有较低的镍, 合金 的总含量较少,比较经济。钢在650-1000℃范围内具有较高的高温强度、良好的抗 氧 化性及较小的时效脆性倾向,可采用电炉或非 真空 感应炉 冶炼 ,可以生产各种 变形 材及铸件。本发明适用于650-1000℃的各种炉用及其他耐热构件。,下面是节镍耐热钢专利的具体信息内容。
国内外在650-1000℃温度范围内大量采用 1Cr18Ni9Ti,Cr25Ni13、Cr20Ni14Si2等钢种, 其含镍量较高,价格较贵。为了节镍,国内亦开展 了铬锰氮型(如Cr21Mn12Si2N),铁铝锰型 (Mn30A19型)等耐热钢的研究,但由于钢中含 锰较高,抗氧化性能较差,且长时间高温时效和使 用后,脆性倾向也较严重,影响了钢的使用效果, 限制了其使用范围。目前在国外现有技术中日本的 公开特许公报报导的昭59-16954、昭 61-183449、昭58-141891、昭59-162256和 GB1525243、US3969109等也对含稀土的耐热钢 进行了介绍,这些耐热钢虽然能满足在高温下的一 些使用要求,但其大部分含镍量均较高,势必价格 昂贵,有的锰含量较高,对高温抗氧化不利,有的 N含量较高,冶炼工艺较难控制,这些均使其在 推广使用中受到限制。
本发明的目的是提供一种在650-1000℃范围 内,有较高的高温强度,良好的高温抗氧化性及较 小的时效脆性倾向的节镍耐热钢。
为了达到上述目的,本发明耐热钢的具体化学 成分(重量%)为C0.26~0.40%;Si1.0~3.0%; Mn1.0~2.8%;Cr18~22%; Ni2.0~4.8%; N0.15~0.28%;RE0.001~0.20%; Mg0.0005~ 0.10%;Zr≤0.2%;其余为Fe。在本发明钢中采 用碳,氮及少量镍作为奥氏体化元素,以形成奥氏 体基体。在本发明钢中碳是强烈的奥氏体形成元 素,在钢中加入较高的碳元素,以扩大和稳定奥氏 体,降低镍含量。同时由于碳化物弥散强化,提高 了钢的高温蠕变破断强度,并可抑制σ相的形 成,减少钢的时效脆性倾向。
在保证钢形成奥氏体基体并有足够的稳定性的 情况下,把镍控制在2.0~4.8%较低的含量水平, 仍能得到与高镍钢相当的性能,从而使钢达到了节 镍的目的,也保证了钢在高温下的基本强度要求。 另外利用碳、氮、稀土复合合金化进一步提高了钢 的高温强度。铬、硅是本发明钢保证具有足够抗氧 化性的主要合金元素,但考虑综合机械性能,铬控 制在18~22%,硅控制在1~3%的范围内,其中 在钢中加入微量的稀土元素,增加了氧化膜的粘附 性,使本发明钢的抗氧化性明显提高,达到了 1000℃以内的使用要求。在本发明钢中含有较高 的碳、硅元素,保证了钢液的流动性,使本发明钢 的铸造性能也很好,钢中加入微量元素镁,锆,可 以净化晶界,强化晶界,改善高温强度,加入镁 后,还可以细化晶粒,改善钢的热塑性,提高成材 率将使本发明钢的铸造性能也很好。
本发明钢可以采用电炉或非真空感应炉冶炼, 因为本发明钢的铸造性能好,可以采用砂模铸型浇 铸成各种形状的部件,也可采用离心浇铸成管材; 可以进行锻造、轧制加工成各种变形材等。铸件可 以铸态交货,变形材进行固溶热处理。
本发明钢与现有技术钢相比较具有好的高温强度 和抗氧化性能,其对比结果见表1。通过对比表明, 与现有铬镍奥氏体钢相比较,本发明钢中的镍含量明 显降低,所以比较经济;而且高温强度及抗氧化性都 达到或超过了对比钢的水平。本发明钢与铬锰氮型钢 相比较,因钢中锰含量较低,明显的改善了钢的抗氧 化性,且钢中总合金含量低,并具不较小的时效脆性倾 向。同时本发明钢还具有冶炼、浇铸成型容易,生产 工艺简单易于掌握等优点。
根据上述化学成分范围,在感应炉上冶炼了三炉 本发明钢及1Cr20Ni14Si2,4Cr25Ni13对比钢各一 炉,其具体化学成份见表2。钢冶炼后分别浇铸成钢 锭及铸态试样,钢锭锻造成棒材,然后再分别对锻造 及铸态试样进行了性能检验。本发明钢由于加入了稀 土、镁等微量元素后,改善了抗氧化性能。表3为 1000℃氧化增重试验结果。表4列举了本发明钢与对 比钢的力学性能测试对比结果。(表1—4见文后)
表1本发明钢与现有技术钢种的性能对比
(锻造状态,固溶处理)
表3 1000℃氧化增重试验对比结果(g/m2·h)
表2三炉本发明钢和对比钢的具体化学成分含量(重量%)
表4实施例的力学性能测试对比结果 钢 号 状 态 室 温 性 能 900℃拉伸 σb MPa δ5 % ψ % Qk J/cm2 σb MPa δ5 % ψ % 本 发 明 钢 1 铸态 765 29.1 27.3 28.6 187.2 12.8 21.7 2 铸态 762 27.0 24.1 33.6 186.8 12.2 18.8 3 锻态固溶处理 810 63.8 64.5 276.3 167.4 45.8 46.6 1Cr20Ni14S12 锻态固溶处理 649 59.5 - 239.1 101.9 50.0 46.8 4Cr25Ni13 铸态 548 12.5 23.0 35.4 147.0 12.5 -
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