CN104195463A - 一种抗高温抗氧化的合金钢材料及其制造方法 - Google Patents

一种抗高温抗氧化的合金钢材料及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗高温抗氧化的合金钢材料及其制造方法,其含有的化学元素成分及其质量百分比为:碳0.042-0.045%、硅0.7-0.85%、锰0.03-0.05%、钛0.005-0.006%,Al1.2-1.5%、钼0.05-0.09%、镍0.2-0.3%、钒0.05-0.06%、镧0.2-0.3%、S≤0.050%、P≤0.045%、余量为铁;本发明抗冲击力强,不易断裂,耐磨度高,而且通过在合金中加入适量的铝、钼、镍、钒和镧合金元素,使得合金材料具有良好的抗氧化性能和耐高温性能,另一方面本发明通过选择600-650℃热处理和淬火处理两重处理,使得合金硬度、耐磨性能及表面耐热性能均得到很大的提高。

Description

一种抗高温抗氧化的合金钢材料及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种合金钢及其制造方法,特别涉及一种抗高温抗氧化的合金钢材料的制造方法。
背景技术
合金材料的抗氧化性,特别是铁合金材料的抗氧化性能是铁合金材料重要性能指标,现有的铁合金材料,成分单一,抗氧化效果不理想,不够耐用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗高温抗氧化的合金钢材料的制造方法。
本发明采用如下技术方案:
抗高温抗氧化的合金钢材料,其含有的化学元素成分及其质量百分比为:碳0.042-0.045%、硅0.7-0.85%、锰0.03-0.05%、钛0.005-0.006%,Al 1.2-1.5%、钼0.05-0.09%、镍0.2-0.3%、钒0.05-0.06%、镧0.2-0.3%、S≤0.050%、P≤0.045%、余量为铁。
抗高温抗氧化的合金钢材料的制造方法,包括以下步骤:
(1)配料:以合金钢质量百分比计,按以下化学成分配料,钼0.05-0.09%、镍0.2-0.3%、钒0.05-0.06%、镧0.2-0.3%,放入熔炼炉熔炼,保温20-30分钟后,按质量百分比加入铝粉,继续熔炼1-2h,出炉温度为 1350℃-1380℃;然后浇注成合金块,取出空冷备用;
(2)将钛铁、锰铁和生铁按 1:0.5-0.8:4.5-5.0比例投入真空感应炉中熔化,再加入废钢,作为铁基质来源;进行脱硫、脱氧;铁水熔清后测温,当铁水温度达到 1560-1580℃时,按合金元素的质量百分比加入硅铁和和碳酸钙,再加入步骤(1)的合金块,熔融搅拌混合后,再向其中按组成原料质量百分比加入其他剩余合金元素,保温20-30分钟,在 1420-1540℃精炼50-60min,保温20-30min后取样,分析成分后,调整成分,熔化20-25min,铸造成型,出钢温度为1480-1550℃;
(3)热处理:将步骤(2)铸造成型的铸件在 600℃-650℃进行热处理,保温时间 10-12 小时,然后进行淬火处理,淬火液的配方为碳酸钠8-10%、硝酸钾1.5-2%、氢氧化钾1.5-3%、其余为蒸馏水;淬火温度为 600-720℃,淬火时间为 4-6s,最后空冷至室温即可。
本发明的有益效果:
本发明抗冲击力强,不易断裂,耐磨度高,而且通过在合金中加入适量的铝、钼、镍、钒和镧合金元素,使得合金材料具有良好的抗氧化性能和耐高温性能,另一方面本发明通过选择600-650℃热处理和淬火处理两重处理,使得合金硬度、耐磨性能及表面耐热性能均得到很大的提高。
具体实施方式
实施例1:抗高温抗氧化的合金钢材料,其含有的化学元素成分及其质量百分比为:碳0.045%、硅0.75%、锰0.04%、钛0.0055%,Al 1.3%、钼0.08%、镍0.25%、钒0.055%、镧0.25%、S≤0.050%、P≤0.045%、余量为铁。
抗高温抗氧化的合金钢材料的制造方法,包括以下步骤:
(1)配料:以合金钢质量百分比计,按以下化学成分配料,钼0.08%、镍0.25%、钒0.055%、镧0.25%,放入熔炼炉熔炼,保温20-30分钟后,按质量百分比加入铝粉,继续熔炼1-2h,出炉温度为 1350℃;然后浇注成合金块,取出空冷备用;
(2)将钛铁、锰铁和生铁按 1:0.6:4.8比例投入真空感应炉中熔化,再加入废钢,作为铁基质来源;进行脱硫、脱氧;铁水熔清后测温,当铁水温度达到 1580℃时,按合金元素的质量百分比加入硅铁和和碳酸钙,再加入步骤(1)的合金块,熔融搅拌混合后,再向其中按组成原料质量百分比加入其他剩余合金元素,保温25分钟,在 1500℃精炼55min,保温25min后取样,分析成分后,调整成分,熔化20-25min,铸造成型,出钢温度为1500℃;
(3)热处理:将步骤(2)铸造成型的铸件在 620℃进行热处理,保温时间 10-12 小时,然后进行淬火处理,淬火液的配方为碳酸钠9%、硝酸钾1.8%、氢氧化钾2%、其余为蒸馏水;淬火温度为 650℃,淬火时间为 5s,最后空冷至室温即可。
本发明制造的的合金钢材料试验数据:抗拉强度σb≥ 1450MPa;900℃抗拉强度为440 MPa;屈服强度σ0.2≥ 1235MPa ;硬度HRC56-67,1100℃氧化120h后增重量为11.5g/m2

Claims (2)

1.一种抗高温抗氧化的合金钢材料,其特征在于:其含有的化学元素成分及其质量百分比为:碳0.042-0.045%、硅0.7-0.85%、锰0.03-0.05%、钛0.005-0.006%,Al 1.2-1.5%、钼0.05-0.09%、镍0.2-0.3%、钒0.05-0.06%、镧0.2-0.3%、S≤0.050%、P≤0.045%、余量为铁。
2.一种如权利要求1所述的抗高温抗氧化的合金钢材料的制造方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)配料:以合金钢质量百分比计,按以下化学成分配料,钼0.05-0.09%、镍0.2-0.3%、钒0.05-0.06%、镧0.2-0.3%,放入熔炼炉熔炼,保温20-30分钟后,按质量百分比加入铝粉,继续熔炼1-2h,出炉温度为 1350℃-1380℃;然后浇注成合金块,取出空冷备用;
(2)将钛铁、锰铁和生铁按 1:0.5-0.8:4.5-5.0比例投入真空感应炉中熔化,再加入废钢,作为铁基质来源;进行脱硫、脱氧;铁水熔清后测温,当铁水温度达到 1560-1580℃时,按合金元素的质量百分比加入硅铁和和碳酸钙,再加入步骤(1)的合金块,熔融搅拌混合后,再向其中按组成原料质量百分比加入其他剩余合金元素,保温20-30分钟,在 1520-1540℃精炼50-60min,保温20-30min后取样,分析成分后,调整成分,熔化20-25min,铸造成型,出钢温度为1480-1550℃;
(3)热处理:将步骤(2)铸造成型的铸件在 600℃-650℃进行热处理,保温时间 10-12 小时,然后进行淬火处理,淬火液的配方为碳酸钠8-10%、硝酸钾1.5-2%、氢氧化钾1.5-3%、其余为蒸馏水;淬火温度为 600-720℃,淬火时间为 4-6s,最后空冷至室温即可。
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