CN1014907B - 一种炉用耐热铬钢 - Google Patents
一种炉用耐热铬钢Info
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Abstract
本发明属铬系炉用耐热钢。该耐热钢改善Cr17铁素体-珠光体类耐热钢高温强度低,高温脆化现象严重等缺点,具有较高的抗氧化性、耐磨性和较好的流动性和铸造性能,常温或高温下的机械性能达到或接近3Cr18Mn12Si2N奥氏体钢的性能。该耐热钢成本低廉,熔铸简单,其铸件使用寿命长,可广泛地用于900~1000℃下的电炉、渗碳炉、锅炉、水泥窑炉,烧结机篦条等耐热构件,经济效益和社会效益显著。
Description
本发明属铬系耐热钢,特别是涉及一种使用温度在900~1000℃的铬系无镍炉用耐热钢。
常用的工作在900~1000℃范围内的耐热钢主要分为铁素体-珠光体及奥式体两大类,前者以Cr17,Cr28为代表,后者以3Cr18Mn12Si2N,(以下简称Cr-Mn-N钢),Cr18Ni25Si2为代表。它们都属于铬系耐热钢。铁素体-珠光体类耐热钢应用合金元素少,成本低廉,但存在高温强度低,有高温脆化倾向,焊接性能较差等缺点。奥氏体类耐热钢虽然高温强度高,脆化倾向小,有良好的热加工及焊接性能,但使用大量合金元素而使成本高昂,不易广泛推广使用。
Cr17耐热钢高温强度很低,不能满足多数耐热件的要求。另外,该钢种在高温下长期使用时,易产生脆化倾向,特别是900℃以上晶粒长大脆化,由此产生较严重的时效脆性。苏联专利SU836 196~81用少量Ti,Nb,RE改善常温冲击韧性,得到常温冲击值为24.5~34.3J/cm2,但并未考虑改善高温脆性与高温强度。
Cr17类耐热钢由于含碳量低,铬量高,使钢水流动性差,冷隔夹杂铸造缺陷严重,浇注温度甚高,增加了熔炼时电能与耐火材料的消耗,所以该类钢较少应用于耐热铸件。
本发明的目的是改善Cr17铁素类-珠光体类耐热钢高温强度低,高温脆化现象严重的缺点,研制一种性能好,容易熔炼与铸造,成本低廉的耐热钢,使其接近或达到奥氏体钢的性能。可广泛应用在900~1000℃温度下的各种炉用耐热铸件。
本发明通过提高含碳量改善高铬钢的高温强度。用提高含碳量并加入一定量的稀土元素,有效抑止900℃以上晶粒长大现象,同时提高钢的流动性,改善铸造性质。加入稀土元素压低含锰量以提高钢的抗氧化性。此外,在要求更高的工作条件下,可加入少量的钼,进一步提高高温强度与热疲劳性能。加入少量的钛以改善焊接性能。
本发明的耐热铬钢的化学成份是(重量百分比):C0.6~1.0%,Si1.4~2.0%,Mn≤0.6%,S≤0.035%,P≤0.045%,Cr15.0~19.0%,RE0.03~0.1%,余为铁。
在对热疲劳性能,高温强度,焊接性能要求更高的条件下,可再补入以下合金成份:(重量百分比)Mo0.2~0.8%,Ti0~0.3%。
确定上述成份范围的理由是:
碳,碳可以明显改善高温强度,当C>0.6%时,900℃的高温短时抗拉强度由原来的30N/mm2提高到90N/mm2,如果再加Mo0.4~0.6%,抗拉强度可提高到100~125N/mm2,从而达到Cr-Mn-N奥式体钢127N/mm2的水平。
提高含碳量还可明显阻止高温晶粒长大倾向,把碳提高到0.7%,并加入一定量的稀土元素,在900~950℃下长期工作晶粒不再长大,铸态组织中也不再出现铬钢特有的粗大晶粒,因此本发明钢时效脆性不敏感。
表1示出本发明钢与Cr17、Cr-Mn-N耐热钢的时效脆性。
本发明钢铸态冲击值虽不很高,但经长期时效后,无晶粒长大倾向,由于碳化物圆纯化,冲击韧性略有升高。但是当C>1.0%后,常温冲击值明显降低,为5.9~12J/cm2,不能满足多数耐热铸件的要求。
稀土,加入稀土元素在于提高钢的抗氧化性,细化晶粒,提高流动性。稀土元素可采用混合稀土,也可采用硅稀土合金。当混合稀土加入量为0.1~0.3%,〔残留稀土量0.03~0.1%〕,抗氧化性可提高30%。
表2示出本发明钢与Cr-Mn-N耐热钢的抗氧化性对比。(表2见文后)
钼、钛,加入少量的钼可以明显改善钢的高温强度及热疲劳性能,当Mo>1%时,性能增加逐渐不明显,因此钼含量以0.2~0.8%为宜。钢中加入适量的钛,其作用在于抑止焊缝晶粒长大造成的脆性。
硅,加入硅可提高抗氧化性,当硅<1.4%时,钢的抗氧化性明显降低,当硅>2.0%时,钢的冲击韧性明显降低,故硅的含量以1.4~2.0%为宜。
锰,硫,磷,对于本发明钢,这三种元素都是
作为杂质控制的,尽量减少它们的含量可以进一步改善钢的韧性和抗氧化性。
表3示出本发明钢与Cr17,Cr-Mn-N耐热钢的常温机械性能。
本发明钢明显改善Cr17耐热钢的高温强度,时效脆性及铸造性能,常温及高温性能接近或超过奥氏体3Cr18Mn12Si2N钢,具有良好的铸造性能及耐磨性,成本不到3Cr18Mn12Si2N钢的2/3,可用于电炉底板,退火炉料筐,渗碳罐,烧结机篦条,锅炉及水泥窖等耐热件,其使用寿命可达到3Cr18Mn13Si2N钢的水平。经济效益和社会效益显著。
实施例:熔炼在感应电炉中进行。用废钢、生铁、中低碳铬铁配料,熔清后加钼铁。过热温度至1550~1600℃时加入硅铁,钛铁和硅稀土合金即可出钢。钢的化学成份如下(重量%):
C 0.69%,Si1.5%,Mn0.40%,P 0.041%,S 0.028%,Cr17.1%,RE0.04%,Ti0.1%,Mo0.4%,余为Fe。
Claims (2)
1、一种炉用耐热铬钢,其特征在于该耐热钢的化学成份为:(重量百分比):C0.6~1.0%,Si1.4~2.0%,Mn≤0.6%,S≤0.035%,P≤0.045%,Cr15.0~19.0%,RE0.03~0.1%,余量为Fe。
2、根据权利要求1所述的耐热铬钢,其特征在于该耐热钢可再补入以下合金成份(重量百分比):Mo0.2~0.8%,Ti0~0.3%。
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CN 88105269 CN1014907B (zh) | 1988-05-13 | 1988-05-13 | 一种炉用耐热铬钢 |
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