CN104419876B - 汽车涡轮壳及排气管用奥氏体耐热锰钢 - Google Patents

汽车涡轮壳及排气管用奥氏体耐热锰钢 Download PDF

Info

Publication number
CN104419876B
CN104419876B CN201310370739.7A CN201310370739A CN104419876B CN 104419876 B CN104419876 B CN 104419876B CN 201310370739 A CN201310370739 A CN 201310370739A CN 104419876 B CN104419876 B CN 104419876B
Authority
CN
China
Prior art keywords
less
exhaustor
turbine shell
steel
resistance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201310370739.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104419876A (zh
Inventor
陈友三
陈常彬
郭志雄
陈炳坤
谢成兴
温学文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TIANJIN NEW WEI SAN INDUSTRIAL Co Ltd
Original Assignee
TIANJIN NEW WEI SAN INDUSTRIAL Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TIANJIN NEW WEI SAN INDUSTRIAL Co Ltd filed Critical TIANJIN NEW WEI SAN INDUSTRIAL Co Ltd
Priority to CN201310370739.7A priority Critical patent/CN104419876B/zh
Publication of CN104419876A publication Critical patent/CN104419876A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104419876B publication Critical patent/CN104419876B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/58—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/46—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/48—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

本发明提供一种汽车涡轮壳及排气管用奥氏体耐热锰钢，其含量的重量百分比是：碳为0.20%至0.50%，硅为1.00%至2.00%，锰为15.0%至18.0%，磷为小于0.04%，硫为小于0.03%，铬为15.0%至17.0%，镍为小于1.0%，钼为小于0.5%，铌为0.90%至1.10%，钨为2.0至3.0%，钒为小于0.15%，氮为0.2%至0.4%，余量为铁；其具有良好尺寸稳定性，较高的延展性、抗氧化性、耐热性和耐冲击性，且使用锰和氮取代镍，降低生产成本。

Description

汽车涡轮壳及排气管用奥氏体耐热锰钢
技术领域
本发明涉及一种汽车涡轮壳及排气管用奥氏体耐热锰钢。
背景技术
近年来世界开始实施欧4标准，高档汽车发动机的排气温度超过了1000℃，因此汽车涡轮壳及排气管用的钢材在低镍奥氏体钢的基础上发展成高镍、铬奥氏体耐热钢（如GX40CrNiSiNb25-20），这种钢材允许最高排气温度可达1020℃。但是这种钢材其镍（Ni）的含量达19%至22%，Cr含量达24%-27%导致其生产成本大幅提高，而且从资源节约角度考虑不够经济。此外，用作汽车涡轮壳及排气管的材料不仅需要有足够的高温强度，还要在长期服役在高温作业中具有良好的尺寸稳定性和抗氧化性，还要具有较好导热能力，因此仍需要不断改进汽车涡轮壳及排气管用的钢材。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有产品存在的上述缺点，而提供一种汽车涡轮壳及排气管用奥氏体耐热锰钢，其具有较高的弹性模量、抗氧化性能好、导热系数高的特点，且可降低生产成本。
本发明的目的是由以下技术方案实现的。
本发明汽车涡轮壳及排气管用奥氏体耐热锰钢其含量的重量百分比是：碳为0.20%至0.50%，硅为1.00%至2.00%，锰为15.0%至18.0%，磷为小于0.04%，硫为小于0.03%，铬为15.0%至17.0%，镍为小于1.0%，钼为小于0.5%，铌为0.90%至1.10%，钨为2.0至3.0%，钒为小于0.12%，氮为0.2%至0.4%，余量为铁。
本发明汽车涡轮壳及排气管用奥氏体耐热锰钢的有益效果，其具有良好导热性和抗氧化性，高弹性模量，优异的蠕变断裂强度以及持久寿命，且制备方法科学合理，成本较低。
具体实施方式
本发明汽车涡轮壳及排气管用奥氏体耐热锰钢，其含量的重量百分比是：碳为0.20%至0.50%，硅为1.00%至2.00%，锰为15.0%至18.0%，磷为小于0.04%，硫为小于0.03%，铬为15.0%至17.0%，镍为小于1.0%，钼为小于0.5%，铌为0.90%至1.10%，钨为2.0至3.0%，钒为小于0.12%，氮为0.2%至0.4%，余量为铁。
实施例：
一、配料：主要原物料的重量百分配比：增碳剂=0.3%，钨铁=3%，铌铁=1.5%，废钢=59%，氮化铬=4%，金属铬=14%，电解锰=15.7%，硅铁=2.5%。
二、熔炼：熔炼设备采用中频感应电炉，感应电炉的容量从0.5吨至3吨不等。将上述配好的原物料按顺序依次投入中频感应电炉内，然后送电升温；当投入的物料完全熔开，继续将中频感应电炉内的温度升至摄氏1575度左右，取分光分析试片对中频感应电炉内的料液进行分光分析，分析结果见下表：
三、出汤及熔汤处理：料液的化学成分满足要求后，炉内钢水继续升温至摄氏1680度左右出汤，出汤前断电静置3至5分钟后扒去钢水表面的浮渣。将预热充分的浇注包定位至感应电炉出钢水口处准备出钢水。在出钢水过程中向包内投入变质剂，加入变质剂的目的是：脱氧、除气以及细化晶粒；出汤完毕后除去钢水表面浮渣，等待浇注。
四、浇注及拆箱：浇注前包内测温，测温结果符合标准要求（摄氏1530至1630度）进行浇注；浇注完毕60分钟以后拆箱。
五、后处理：铸件拆箱以后进行洗砂、研磨、修整、检验等工序后即可入库。
本实施例中未进行说明的技术内容为现有技术，故不再进行赘述。
本发明汽车涡轮壳及排气管用奥氏体耐热锰钢的优点是：在1050℃的屈服点为53MPa以上；1050℃的导热系数为26.5W/（m*K）以上；1050℃的弹性模量为100GPa以上；1100℃时的热膨胀系数为2.2%。因此使用这种钢材生产的汽车涡轮壳及排气管具有优良的高温强度，热膨胀系数小，热传导系数高，热扩散速度快等奥氏体不锈钢性质，同时用Mn代替Ni，大大降低了生产成本。
从成本角度考虑：使用相同的原物料，按照成分范围进行配料，本发明与GX40CrNiSiNb25-20相比较优势，如下表所述：（序号1为本发明的材质，序号2为GX40CrNiSiNb25-20）
元素 C% Si% Mn% P% S% Cr% Ni% Nb% W% N% Fe%
序号1 0.35 1.50 16.0 0.020 0.020 16.0 - 1.04 2.5 0.30 62.27
序号2 0.35 1.50 1.0 0.020 0.020 25.0 20 1.20 - - 50.91
从上述两种材料的成分比较：主要的差别在于Mn，Cr，Ni，W,N几种元素上，按照1000kg的铁水计算：
所以本发明汽车涡轮壳及排气管用奥氏体耐热锰钢的铁水成本仅为GX40CrNiSiNb25-20材质的的52%。
采用与现有技术同样的工艺进行熔炼、浇铸，浇铸后试样分别加工成同等规格的样品进行机械性能及热物理性能测试，结果表明本发明汽车涡轮壳及排气管用奥氏体耐热锰钢的常温屈服强度比GX40CrNiSiNb25-20钢提高175MPa，抗拉强度比40CrNiSiNb25-20钢高出270MPa，室温下弹性模量提高8.5%以上，热传导系数提高10%左右，具体测试结果如下表1所示，表中序号1为本发明涡轮壳及排气管用奥氏体耐热钢，序号2为GX40CrNiSiNb25-20。
表1本发明实施例汽车涡轮壳及排气管用奥氏体耐热锰钢与对比钢测试结果对比
经上述材料性能对比，本发明汽车涡轮壳及排气管用奥氏体耐热锰钢杨氏模量比GX40CrNiSiNb25-20材质高出8.5%、热传导系数优于GX40CrNiSiNb25-20，成本有大幅降低。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (1)

1.一种汽车涡轮壳及排气管用奥氏体耐热锰钢，其特征在于，其含量的重量百分比是：碳为0.20%至0.50%，硅为1.00%至2.00%，锰为15.0%至18.0%，磷为小于0.04%，硫为小于0.03%，铬为15.0%至17.0%，镍为小于1.0%，钼为小于0.5%，铌为0.90%至1.10%，钨为2.0至3.0%，钒为小于0.12%，氮为0.2%至0.4%，余量为铁。
CN201310370739.7A 2013-08-22 2013-08-22 汽车涡轮壳及排气管用奥氏体耐热锰钢 Active CN104419876B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310370739.7A CN104419876B (zh) 2013-08-22 2013-08-22 汽车涡轮壳及排气管用奥氏体耐热锰钢

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310370739.7A CN104419876B (zh) 2013-08-22 2013-08-22 汽车涡轮壳及排气管用奥氏体耐热锰钢

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104419876A CN104419876A (zh) 2015-03-18
CN104419876B true CN104419876B (zh) 2016-08-24

Family

ID=52969990

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310370739.7A Active CN104419876B (zh) 2013-08-22 2013-08-22 汽车涡轮壳及排气管用奥氏体耐热锰钢

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104419876B (zh)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55110757A (en) * 1979-02-16 1980-08-26 Daido Steel Co Ltd High strength, nonmagnetic, high manganese steel
JPS5845363A (ja) * 1981-09-11 1983-03-16 Daido Steel Co Ltd ドリルカラー用素材の製造方法
JPS6039150A (ja) * 1983-08-12 1985-02-28 Nippon Steel Corp 応力腐食割れ抵抗の優れた油井管用鋼

Also Published As

Publication number Publication date
CN104419876A (zh) 2015-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106244940A (zh) 一种铬锰氮系奥氏体耐热钢及其制备方法
CN103849819B (zh) 一种烧结机炉篦条材料及其生产方法和组合浇注单元
CN104711493B (zh) 节镍型含稀土及钡双相不锈钢合金材料及其制备方法
CN102796939B (zh) 一种采用混合蠕化剂制备蠕墨铸铁的方法
CN101942619B (zh) 合金铸铁玻璃模具材料及其制备方法
CN103898398B (zh) 汽车涡轮壳及排气管用高硅钼铬铁素体耐热球墨铸铁
CN103589962B (zh) 一种铸造法获得的复合耐磨材料及其制备方法
CN102844455A (zh) 奥氏体耐热铸钢
CN106521309A (zh) 一种耐热铸铁锅炉炉栅及其制备方法
CN103205605A (zh) 一种抗高温氧化的铸造镍基合金及其制备方法
CN104846265A (zh) 一种超低温奥氏体耐磨球铁材质及其制备方法
CN103667870B (zh) 一种双液双金属油淬火锤头及其加工方法
CN106521299A (zh) 一种耐热铸铁锅炉炉栅的热处理方法
CN105441782A (zh) 一种球铁铸件及其制造方法
CN103898397B (zh) 汽车涡轮壳及排气管用高硅钼铝铁素体耐热球墨铸铁
CN103540701A (zh) 适用于超高强度灰铸铁的熔炼工艺
CN102876998A (zh) 一种耐热钢、涡轮增压器连体壳体及其制备方法
CN102605256A (zh) 一种掺稀土轴承钢及其制备方法
CN109280846A (zh) 0Cr25Al5B电热合金及其制造工艺
CN104419876B (zh) 汽车涡轮壳及排气管用奥氏体耐热锰钢
CN101709348A (zh) 一种低温铸态无Ni球墨铸铁的铸造方法
CN104789883B (zh) 一种用于高温测量的耐热材料及其制备方法
CN111996440A (zh) 高硅钼镍铁素体耐热蠕墨铸铁及其制备方法
CN106939392A (zh) 一种用于铸造汽车排气歧管的材料
CN107699783A (zh) 一种含铬铜元素的铝钼耐高温球墨铸铁及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant