CN1045814A - 低镍耐热钢 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种含有稀土的低镍耐热钢，该钢的主要特征是加入少量稀土，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。
Description
本发明属于合金钢中的一种含有稀土的铬镍氮型奥氏体耐热钢。适用于制作650-1000℃内的各种耐热构件。
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（Mn30Al9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和GB1525243等也对含稀土的抗氧化耐热钢进行了介绍，这些耐热钢虽然能满足在高温下的一些使用要求，但其含镍量均较高，势必价格昂贵，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低镍耐热钢。
为了达到上述目的，本发明低镍耐热钢的具体化学成分（重量%）为C0.26～0.4%;Si1.0～3.0%;Mn1.0～3.0%;Cr18-22%;Ni2.0～4.8%;N0.15～0.30%RE0.001～0.2%;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，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。
本发明钢的实施例与现有技术对比如下。列举了冶炼的三炉本发明钢，其具体化学成分见表1。本发明钢冶炼后分别浇铸成钢锭及铸态试样，钢锭锻造成棒材后，分别对锻造及铸态试样进行了性能检验。表2为本发明钢与现有技术钢种的性能比较，表3为本发明钢由于加入稀土后改善了钢在1000℃下抗氧化性的效果。表4列举了本发明钢力学性能测试结果。
通过试验对比表明，本发明钢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，所以本发明钢比较经济;而本发明钢的高温强度及抗氧化性却达到或超过了对比钢种（高镍钢）。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，并具有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。
表1、三炉本发明钢的具体化学成分含量（重量%）
表2 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）
Claims (1)
1、一种适合在650℃-1000℃温度下使用的含有稀土的低镍耐热钢，其特征在于耐热钢的化学成份含量为(重量%)：C0.26～0.40%；Si1.0～3%；Mn1-3%；Cr18.0-22%；Ni2.0～4.8%；N0.15～0.30%；RE0.001～0.2%；其余为铁。
Priority Applications (1)
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| CN 90102644 CN1045814A (zh) | 1990-05-10 | 1990-05-10 | 低镍耐热钢 |
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| CN 90102644 CN1045814A (zh) | 1990-05-10 | 1990-05-10 | 低镍耐热钢 |
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| CN1045814A true CN1045814A (zh) | 1990-10-03 |
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Family Applications (1)
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| CN 90102644 Pending CN1045814A (zh) | 1990-05-10 | 1990-05-10 | 低镍耐热钢 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1045814A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100406608C (zh) * | 2005-04-18 | 2008-07-30 | 张光华 | 超强型耐热钢 |
| CN104651738A (zh) * | 2013-11-20 | 2015-05-27 | 兴化市金牛机械铸造有限公司 | 一种低镍型耐热钢 |
| CN104651737A (zh) * | 2013-11-20 | 2015-05-27 | 兴化市金牛机械铸造有限公司 | 一种节镍型耐热钢 |
| CN105586544A (zh) * | 2014-10-22 | 2016-05-18 | 镇江忆诺唯记忆合金有限公司 | 一种新型耐热合金钢热疲劳性能的热处理工艺 |
-
1990
- 1990-05-10 CN CN 90102644 patent/CN1045814A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN100406608C (zh) * | 2005-04-18 | 2008-07-30 | 张光华 | 超强型耐热钢 |
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| CN104651738B (zh) * | 2013-11-20 | 2016-09-07 | 兴化市金牛机械铸造有限公司 | 一种低镍型耐热钢 |
| CN105586544A (zh) * | 2014-10-22 | 2016-05-18 | 镇江忆诺唯记忆合金有限公司 | 一种新型耐热合金钢热疲劳性能的热处理工艺 |
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