CN104831174A - 一种抗高温氧化金属材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗高温氧化金属材料及其制备方法，所述抗高温氧化金属材料的各组分和各组分的质量百分比为C：0-0.10%；Cr：25-28%；Al：4-9%；Mo：0.5-1.5%；Ti：0.5-1.5%；Nb：0.8-1.5%；余量为铁。其制备方法为包括步骤S1，将质量百分比分别为0-0.10%的C、25-28%的Cr、4-9%的Al、0.5-1.5%的Mo、0.5-1.5%的Ti、0.8-1.5%的Nb、余量为铁的混合物加入熔炼炉内进行真空熔炼，并将的到的电渣进行重熔；步骤S2，将得到的金属液体进行铸造；步骤S3，锻造，在1200摄氏度后开锻，且终锻温度为800摄氏度；步骤S4，将锻造后的金属回炉至1150摄氏度后，出炉快冷；步骤S5，采用风冷使金属冷却至980摄氏度；再自然冷却使金属冷至720摄氏度；最后炉冷至常温得到抗高温氧化金属材料。该金属材料抗高温氧化性和加工性能好、价格便宜。

Description

一种抗高温氧化金属材料及其制备方法

技术领域

    本发明涉及金属材料冶炼技术领域，尤其涉及一种抗高温（1000摄氏度）氧化金属材料及其制备方法。

背景技术

现有技术中在1000摄氏度以上高温环境里，当需要抗氧化的金属材料时，习惯采用镍基材料或者铁铬铝合金。例如，在玻璃钢化炉内管道、热处理设备的高温发热元件中就主要使用的是镍基材料或者铁铬铝合金。镍基材料虽然可以具备很好的抗高温性能，但是由于其材料昂贵，一般民用领域的生产企业根本无法承受这种高成本。铁铬铝材料虽然价格相对便宜，但是其脆性很大，难以加工更难以制管。

因此，市场上急需开发研究出一种既能满足抗高温氧化，又具备可加工性而且价格能够相对便宜的金属材料以使其可以广泛应用在各个高温抗氧化环境中。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明的目的是提供一种抗高温氧化金属材料及其制备方法，该抗高温氧化金属材料具有抗高温氧化性、加工性能好、而且价格比较便宜等优点。该抗高温氧化金属材料的制备方法简单、需要的设备较便宜且容易购买、生产过程中对环境的污染小。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种抗高温氧化金属材料的各组分和各组分的质量百分比为：

C:  0-0.10%；

Cr: 25-28%；

Al:  4-9%；

Mo：0.5-1.5%；

Ti：0.5-1.5%；

Nb：0.8-1.5%；

余量为铁。

优选的技术方案，所述抗高温氧化金属材料的各组分和各组分的质量百分比为：

C:  0.10%；

Cr: 28%；

Al:  9%；

Mo：1.5%；

Ti：1.5%；

Nb：1.5%；

余量为铁。

进一步优选的技术方案，所述抗高温氧化金属材料的各组分和各组分的质量百分比为：

C:  0.05%；

Cr: 26.5%；

Al:  6.5%；

Mo：1%；

Ti：1%；

Nb：1%；

余量为铁。

更进一步优选方案，所述抗高温氧化金属材料的各组分和各组分的质量百分比为：

Cr: 25%；

Al:  4%；

Mo：0.5%；

Ti：0.5%；

Nb：0.8%；

余量为铁。

本发明还提供一种抗高温氧化金属材料的制造方法,其包括以下步骤：

步骤S1，将质量百分比分别为0-0.10%的C、25-28%的Cr、4-9%的Al、0.5-1.5%的Mo、0.5-1.5%的Ti、0.8-1.5%的Nb、余量为铁的混合物加入熔炼炉内进行真空熔炼，并将的到的电渣进行重熔；

步骤S2，将得到的金属液体进行铸造；

步骤S3，锻造，在1200摄氏度后开锻，且终锻温度为800摄氏度；

步骤S4，将锻造后的金属回炉至1150摄氏度后，再出炉快冷；

步骤S5，热处理，即先采用风冷使金属冷却至980摄氏度；再采用自然冷却使金属冷至720摄氏度；再炉冷至常温，即制得抗高温氧化金属材料。

本发明相对于现有技术的有益效果为：本发明所生产的材料相对于铁铬铝系材料具有良好的加工性以及在高温条件下当长期工作时不容易发生脆断等优点。能够广泛应用于各个需要高温抗氧化技术领域，其可加工性能好。本发明的抗高温氧化金属材料的制造方法的锻造工艺和热处理能够很好的结合，其加工工艺简单、制造成本低、生产出来的金属材料合格率高。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

实施例1，以生产约1吨本发明的抗高温氧化金属材料为例：

步骤S1，将质量分别为0.1千克的C（碳粉）、28千克的Cr（铬粉）、9千克的Al（铝粉）、1.5千克的Mo（钼粉）、1.5千克的Ti（钛粉）、1.5千克的Nb（铌粉）、960千克左右铁粉的混合物加入熔炼炉内进行真空熔炼，并将的到的电渣进行重熔；

步骤S2，将得到的金属液体进行铸造；

步骤S3，锻造，在1200摄氏度后开锻，且终锻温度为800摄氏度；

步骤S4，将锻造后的金属回炉至1150摄氏度后，再出炉快冷；

步骤S5，热处理，即先采用风冷使金属冷却至980摄氏度；再采用自然冷却使金属冷至720摄氏度；再炉冷至常温，即制得抗高温氧化金属材料1吨左右。

上述原材料和设备均可以市售可得。

实施例2，以生产约1吨本发明的抗高温氧化金属材料为例：

步骤S1，将质量分别为0.05千克的C（碳粉）、26.5千克的Cr（铬粉）、6.5千克的Al（铝粉）、1千克的Mo（钼粉）、1千克的Ti（钛粉）、1千克的Nb（铌粉）、964千克左右铁粉的混合物加入熔炼炉内进行真空熔炼，并将的到的电渣进行重熔；

步骤S2，将得到的金属液体进行铸造；

步骤S3，锻造，在1200摄氏度后开锻，且终锻温度为800摄氏度；

步骤S4，将锻造后的金属回炉至1150摄氏度后，再出炉快冷；

步骤S5，热处理，即先采用风冷使金属冷却至980摄氏度；再采用自然冷却使金属冷至720摄氏度；再炉冷至常温，即制得抗高温氧化金属材料1吨左右。

上述原材料和设备均可以市售可得。

实施例3，以生产约1吨本发明的抗高温氧化金属材料为例：

步骤S1，将质量分别为25千克的Cr（铬粉）、4千克的Al（铝粉）、0.5千克的Mo（钼粉）、0.5千克的Ti（钛粉）、0.5千克的Nb（铌粉）、970千克左右铁粉的混合物加入熔炼炉内进行真空熔炼，并将的到的电渣进行重熔；

步骤S2，将得到的金属液体进行铸造；

步骤S3，锻造，在1200摄氏度后开锻，且终锻温度为800摄氏度；

步骤S4，将锻造后的金属回炉至1150摄氏度后，再出炉快冷；

步骤S5，热处理，即先采用风冷使金属冷却至980摄氏度；再采用自然冷却使金属冷至720摄氏度；再炉冷至常温，即制得抗高温氧化金属材料1吨左右。

上述原材料和设备均可以市售可得。

本发明所生产的钢管以在某钢化炉上与Ni20Cr25同炉实验3个月，Ni20Cr25已经氧化并且自然弯曲，而本发明材料并没有明显变化。本发明材料成本低于Ni20Cr25.完全可以替代Ni20Cr25甚至铁基高温合金以及部分镍基高温合金在这高温抗氧化技术领域的应用。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (5)

1.一种抗高温氧化金属材料,其特征在于，所述抗高温氧化金属材料的各组分和各组分的质量百分比为：

C:  0-0.10%；

Cr: 25-28%；

Al:  4-9%；

Mo：0.5-1.5%；

Ti：0.5-1.5%；

Nb：0.8-1.5%；

余量为铁。

2. 根据权利要求1所述的一种抗高温氧化金属材料,其特征在于，所述抗高温氧化金属材料的各组分和各组分的质量百分比为：

C:  0.10%；

Cr: 28%；

Al:  9%；

Mo：1.5%；

Ti：1.5%；

Nb：1.5%；

余量为铁。

3. 根据权利要求1所述的一种抗高温氧化金属材料,其特征在于，所述抗高温氧化金属材料的各组分和各组分的质量百分比为：

C:  0.05%；

Cr: 26.5%；

Al:  6.5%；

Mo：1%；

Ti：1%；

Nb：1%；

余量为铁。

4. 根据权利要求1所述的一种抗高温氧化金属材料,其特征在于，所述抗高温氧化金属材料的各组分和各组分的质量百分比为：

Cr: 25%；

Al:  4%；

Mo：0.5%；

Ti：0.5%；

Nb：0.8%；

余量为铁。

5. 一种抗高温氧化金属材料的制造方法,其特征在于，其包括以下步骤：

步骤S1，将质量百分比分别为0-0.10%的C、25-28%的Cr、4-9%的Al、0.5-1.5%的Mo、0.5-1.5%的Ti、0.8-1.5%的Nb、余量为铁的混合物加入熔炼炉内进行真空熔炼，并将的到的电渣进行重熔；

步骤S2，将得到的金属液体进行铸造；

步骤S3，锻造，在1200摄氏度后开锻，且终锻温度为800摄氏度；

步骤S4，将锻造后的金属回炉至1150摄氏度后，再出炉快冷；

步骤S5，热处理，即先采用风冷使金属冷却至980摄氏度；再采用自然冷却使金属冷至720摄氏度；再炉冷至常温，即制得抗高温氧化金属材料。