CN104651737A - 一种节镍型耐热钢 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种节镍型耐热钢，属于金属材料技术领域。该节镍型耐热钢的质量百分比如下：Ni：10～12%；Cr：26～27%；Si：1.4～1.5%；C：0.28～0.35%；Mo：0.3～0.5%；W：0.3～0.5%；Mn：1～1.5%；N：0.14～0.15%；Re：0.005～0.1%；余量为铁。本发明的节镍型耐热钢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10～12%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、铬、硅进一步提高了钢的高温强度，达到了1000℃的使用要求。

Description

一种节镍型耐热钢
技术领域
本发明涉及一种节镍型耐热钢，属于金属材料技术领域。
背景技术
国内外在1150℃温度范围内大量采用Cr25Ni13、Cr20Ni14Si2、ZG40Cr25Ni20Si2等钢种，其含镍量较高，价格较贵。为了节镍，国内亦开展铁铝锰型（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。
据申请人了解，现有的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。
发明内容
本发明解决的技术问题是：提出一种具有良好的高温抗氧化性的节镍型耐热钢，提出一种所述的节镍型耐热钢的用途，本发明还有一目的在于提供该节镍型耐热钢的生产工艺。
为了解决上述其中之一技术问题提出的技术方案是：一种节镍型耐热钢，耐热钢的质量百分比如下：
Ni：10～12%；Cr：26～27%；Si：1.4～1.5%；C：0.28～0.35%；Mo：0.3～0.5%；W：0.3～0.5%；Mn：1～1.5%；N：0.14～0.15%；Re：0.005～0.1%；余量为铁。
一种优选的技术方案是：耐热钢的质量百分比如下：
Ni： 10%；Cr： 26%；Si： 1.4%；C： 0.35%；Mo：0.4%； W：0.4%；Mn：1%；N：0.14%；Re：0.005%；余量为铁。
一种优选的技术方案是：将上述耐热钢的原料按照配比加入非真空感应炉冶炼中，将其冶炼后分别浇铸成钢锭及铸态试样，然后将钢锭锻造成棒材，再将棒材加工成试样。
为了解决上述其中之另一技术问题提出的技术方案是：该节镍型耐热钢用于制造预热器内筒挂片、篦冷机篦板、窑尾护板、推动棒、锁风阀、窑口护板、窑尾护板、回料勺。
为了解决上述其中之另一技术问题提出的技术方案是：一种节镍型耐热钢的生产工艺，包括以下步骤：
A．配料：称取原料，所述节镍型耐热钢的质量百分比如下：Ni： 10%；Cr： 26%；Si： 1.4%；C： 0.35%；Mo：0.4%； W：0.4%； Mn：1%；N：0.14%；Re：0.005%；余量为铁。
B．将上述节镍型耐热钢的原料按照配比加入非真空感应炉冶炼中，冶炼温度为1600～1620℃；
C．对吹氧助熔进行控制，在熔化期选择在炉料熔化90%以后再进行吹氧；
D．在熔化期和氧化期采用控制碱度在1.5以下的冶炼工艺；
E．出炉后进行脱硫精炼和真空脱气，然后将其冶炼后分别浇铸成钢锭；
F．将钢锭锻造成钢材；
G．将上述钢材加热至 1100℃保温 1 小时进行奥氏体化，然后采用水冷，冷却至室温，立即再加热到 600℃进行分配处理，分配时间为20 分钟，分配处理后空冷至室温 ；将上述钢材在90℃保温2 小时进行低温回火处理。
本发明具有的有益效果:
1、在本发明钢采用碳，氮及少量镍作为奥氏体元素，以形成奥氏体基体，本发明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。
2、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10～12%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、铬、硅进一步提高了钢的高温强度，达到了1000℃的使用要求。
3、本发明钢中含有较高碳、硅元素，保证了钢液的流动性，使本发明钢液的流动性，使本发明钢的铸造性能也很好。
4、由于钢中加入微量元素铼、钨和 钼，可以净化晶界，强化晶界，改善高温强度，还可以细化晶粒，改善钢的热塑性，提高成材率使本发明钢的铸造性能也很好。
具体实施方式
实施例1
本实施例的节镍型耐热钢的质量百分比如下:
Ni： 10%；Cr： 26%；Si： 1.4%；C： 0.35%；Mo：0.4%； W：0.4%；
Mn：1%；N：0.14%；Re：0.005%；余量为铁。
该节镍型耐热钢的生产工艺，包括以下步骤：
A．配料：称取原料，所述节镍型耐热钢的质量百分比如下：Ni： 10%；Cr： 26%；Si： 1.4%；C： 0.35%；Mo：0.4%； W：0.4%；Mn：1%；N：0.14%；Re：0.005%；余量为铁。
B．将上述节镍型耐热钢的原料按照配比加入非真空感应炉冶炼中，冶炼温度为1600～1620℃；
C．对吹氧助熔进行控制，在熔化期选择在炉料熔化90%以后再进行吹氧；
D．在熔化期和氧化期采用控制碱度在1.5以下的冶炼工艺；
E．出炉后进行脱硫精炼和真空脱气，然后将其冶炼后分别浇铸成钢锭；
F．将钢锭锻造成钢材；
G．将上述钢材加热至 1100℃保温 1 小时进行奥氏体化，然后采用水冷，冷却至室温，立即再加热到 600℃进行分配处理，分配时间为20 分钟，分配处理后空冷至室温 ；将上述钢材在90℃保温2 小时进行低温回火处理；
H．再将棒材加工成预热器内筒挂片、篦冷机篦板、窑尾护板、推动棒、锁风阀、窑口护板、窑尾护板、回料勺。
实施例2
本实施例的节镍型耐热钢的其余部分与实施例1相同，不同之处在于：
本实施例的节镍型耐热钢的质量百分比如下:
Ni：10%；Cr：26%；Si：1.4%；C：0.28%；Mo：0.3%；W：0.3%；Mn：1%；N：0.14%；Re：0.005%；余量为铁。
实施例3
本实施例的节镍型耐热钢的其余部分与实施例1相同，不同之处在于：
本实施例的节镍型耐热钢的质量百分比如下:
Ni： 12%；Cr： 27%；Si： 1.5%；C： 0.35%；Mo： 0.5%；W： 0.5%；
Mn： 1.5%；N： 0.15%；Re： 0.1%；余量为铁。
本发明的耐热钢与现有钢中性能进行对比测试，表1 为1000℃氧化增重试验对比结果，表2 为本发明耐热钢与现有技术钢种的力学性能对比结果
表1 1000℃氧化增重试验对比结果（g/m2·h）
表2 本发明耐热钢与现有技术钢种的力学性能对比结果
由表1可知，本发明耐热钢由于加入了碳、氮、铬和硅元素，进一步提高了发明耐热钢钢的抗氧化性能，由表2中可以看出本发明的耐热钢与同类牌号含镍高的耐热钢性能要优越。
本发明的不局限于上述实施例所述的具体技术方案，凡采用等同替换形成的技术方案均为本发明要求的保护范围。

Claims (5)

1. 一种节镍型耐热钢，其特征在于:耐热钢的质量百分比如下：
Ni：10～12%；
Cr：26～27%；
Si：1.4～1.5%；
C：0.28～0.5%；
Mo：0.3～0.35%；
W：0.3～0.5%；
Mn：1～1.5%；
N：0.14～0.15%；
Re：0.005～0.1%；
余量为铁。
2. 根据权利要求1所述的节镍型耐热钢，其特征在于：耐热钢的质量百分比如下：
Ni： 10%；
Cr： 26%；
Si： 1.4%；
C： 0.35%；
Mo：0.4%； 
W：0.4%； 
Mn：1%；
N：0.14%；
Re：0.005%；
余量为铁。
3.权利要求1所述的节镍型耐热钢，用于制造预热器内筒挂片、篦冷机篦板、窑尾护板、推动棒、锁风阀、窑口护板、窑尾护板、回料勺。
4. 根据权利要求1或2所述的节镍型耐热钢，其特征在于：将上述耐热钢的原料按照配比加入非真空感应炉冶炼中，将其冶炼后分别浇铸成钢锭及铸态试样，然后将钢锭锻造成棒材，再将棒材加工成试样。
5.一种节镍型耐热钢的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：
A．配料：称取原料，所述节镍型耐热钢的质量百分比如下：Ni： 10%；Cr： 26%；Si： 1.4%；C： 0.35%；Mo：0.4%； W：0.4%； Mn：1%；N：0.14%；Re：0.005%；余量为铁；
B．将上述节镍型耐热钢的原料按照配比加入非真空感应炉冶炼中，冶炼温度为1600～1620℃；保温4小时；
C．对吹氧助熔进行控制，在熔化期选择在炉料熔化90%以后再进行吹氧；
D．在熔化期和氧化期采用控制碱度在1.5以下的冶炼工艺；
E．出炉后进行脱硫精炼和真空脱气，然后将其冶炼后分别浇铸成钢锭；
F．将钢锭锻造成棒材，再将棒材加工成试样；
G、将上述钢材加热至 1100℃保温 1 小时进行奥氏体化，然后采用水冷，冷却至室温，立即再加热到 600℃进行分配处理，分配时间为20 分钟，分配处理后空冷至室温 ；将上述钢材在90℃保温2 小时进行低温回火处理。
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