CN108251761A - 稀土高铬钨高温耐热耐磨钢 - Google Patents

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Abstract

本发明属于材料加工技术领域，特别涉及一种稀土高铬钨高温耐热耐磨钢。该稀土高铬钨高温耐热耐磨钢，由以下重量百分比的元素组成：铬15‑25，镍8‑10，钨10‑15，钼10‑15，硅1‑2.5，硫≤0.03，磷≤0.03，碳0.25‑0.35，铬/碳为43‑100，锰≤1，其余为铁及杂质，而杂质的总量≤0.1。本发明的有益效果是：所得耐热钢抗氧化性强，温度可高达1450℃，耐高温，进一步拓展了高温耐热钢的使用范围，而且耐磨性好。

Description

稀土高铬钨高温耐热耐磨钢
技术领域
本发明属于材料加工技术领域，特别涉及一种稀土高铬钨高温耐热耐磨钢。
背景技术
合金钢在高温下具有较高的强度和良好的化学稳定性，它包括抗氧化钢(或称高温不起皮钢)和热强钢两类。抗氧化钢一般要求较好的化学稳定性，但承受的载荷较低。热强钢则要求较高的高温强度和相应的抗氧化性。耐热钢常用于制造锅炉、汽轮机、动力机械、工业炉和航空、石油化工等工业部门中在高温下工作的零部件。随着工业技术的发展，现在对该耐热板的耐热温度及抗高温氧化腐蚀的要求也越来越高，顺应该需求，市面上出现了一些新的低铬镍抗氧化钢种，该类耐热钢的耐热温度最高才为1250℃，仍无法满足人们对其耐热温度的要求，需要改进。
发明内容
本发明为弥补现有技术的不足，提供了一种耐高温、抗氧化性强的高稀土高铬钨高温耐热耐磨钢。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种稀土高铬钨高温耐热耐磨钢，其特殊之处在于：由以下重量百分比的元素组成：铬15-25，镍8-10，钨10-15，钼10-15，硅1-2.5，硫≤0.03，磷≤0.03，碳0.25-0.35，铬/碳为43-100，锰≤1，其余为铁及杂质，而杂质的总量≤0.1。
进一步地，本发明的稀土高铬钨高温耐热耐磨钢还包括铌，其重量百分比为铌5-10。
一种稀土高铬钨高温耐热耐磨钢的制备方法，包括以下步骤：
(1)制模、刷涂料、装箱：制模、刷涂料，烘干，浇铸系统安置，装箱；
(2)熔炼：根据上述稀土高铬钨高温耐热耐磨钢元素组分，将含相应元素的原料加入熔炼炉内；
(3)浇铸：出钢温度控制在1650-1700℃，出炉后快速浇注成型，浇注温度控制在1600-1650℃,所得稀土高铬钨高温耐热耐磨钢耐热温度高达1450℃。
本发明耐热钢的主要性能指标为1450℃时，δb≥40Mpa，氧化增重σ≤0.35/m2·h，抗高温氧化性≥1450℃，抗拉强度≥5.5kg/mm2，延伸率≥16.5％。
室温下的机械性能：δb≥1100Mpa，δs≥700Mpa，δ≥20％，ak为20-30J/cm2。
本发明的有益效果是：所得耐热钢抗氧化性强，温度可高达1450℃，耐高温，进一步拓展了高温耐热钢的使用范围，而且耐磨性好。
具体实施方式
实施例1：
本实施例的稀土高铬钨高温耐热耐磨钢，制备过程：
(1)制模、刷涂料、装箱：制模、刷涂料，烘干，浇铸系统安置，装箱，其中模具表面是为了防止粘砂，尽量采用锆英粉、铬铁粉；
(2)熔炼：将废钢加入熔炼炉内，然后再加入镍、铬铁、锰铁、硅铁、稀土(要求干燥)，严格控制熔炼炉出炉温度，出钢温度控制在1650-1700℃，出炉后快速浇注成型，浇注温度控制在1600-1650℃；
(3)浇铸：根据钢的含铬量，选择开放式底铸的浇注系统，根据铸件的高度选择采用阶梯式浇注系统，浇注系统的截面积尺寸要足够大，较普通碳钢截面积大于10％以上，以满足在浇铸薄壁件时，对充型速度、浇注时间的要求(充型速度大，浇注时间短)，在浇注时需要有足够的排气通道，必须加强型腔的排气，加快浇注速度，短时间内一次浇铸成功；
(4)清理、检验、机械精加工、出厂：经清理、检验、机械精加工、出厂的成品，出炉时采用稀土硅铁合金加以处理，获得铸态下的以奥氏体为主。
制得的耐热钢中所含元素的重量百分比为：铬15，镍8，钨10，钼10，硅1，硫≤0.03，磷≤0.03，碳0.25-0.35，铬/碳为40-60，锰≤1，其余为铁及杂质，而杂质的总量≤0.1。
实施例2：
本实施例的稀土高铬钨高温耐热耐磨钢，制备过程：
(1)制模、刷涂料、装箱：制模、刷涂料，烘干，浇铸系统安置，装箱，其中模具表面是为了防止粘砂，尽量采用锆英粉、铬铁粉；
(2)熔炼：将铁矿、镍、铬、锰矿、硅矿、钨矿、钼矿加入熔炼炉内，严格控制熔炼炉出炉温度，出钢温度控制在1650-1700℃，出炉后快速浇注成型，浇注温度控制在1600-1650℃；
(3)浇铸：根据钢的含铬量，选择开放式底铸的浇注系统，根据铸件的高度选择采用阶梯式浇注系统，浇注系统的截面积尺寸要足够大，较普通碳钢截面积大于10％以上，以满足在浇铸薄壁件时，对充型速度、浇注时间的要求(充型速度大，浇注时间短)，在浇注时需要有足够的排气通道，必须加强型腔的排气，加快浇注速度，短时间内一次浇铸成功；
(4)清理、检验、机械精加工、出厂：经清理、检验、机械精加工、出厂的成品，出炉时采用稀土硅铁合金加以处理，获得铸态下的以奥氏体为主。
制得的耐热钢中所含元素的重量百分比为：铬25，镍10，钨15，钼15，硅2.5，硫≤0.03，磷≤0.03，碳0.25-0.35，铬/碳为70-100，锰≤1，其余为铁及杂质，而杂质的总量≤0.1。
实施例3：
本实施例的稀土高铬钨高温耐热耐磨钢，制备过程：
(1)制模、刷涂料、装箱：制模、刷涂料，烘干，浇铸系统安置，装箱，其中模具表面是为了防止粘砂，尽量采用锆英粉、铬铁粉；
(2)熔炼：将铁矿、镍、铬、锰矿、硅矿、钨矿、钼矿、铌粉加入熔炼炉内，严格控制熔炼炉出炉温度，出钢温度控制在1650-1700℃，出炉后快速浇注成型，浇注温度控制在1600-1650℃；
(3)浇铸：根据钢的含铬量，选择开放式底铸的浇注系统，根据铸件的高度选择采用阶梯式浇注系统，浇注系统的截面积尺寸要足够大，较普通碳钢截面积大于10％以上，以满足在浇铸薄壁件时，对充型速度、浇注时间的要求(充型速度大，浇注时间短)，在浇注时需要有足够的排气通道，必须加强型腔的排气，加快浇注速度，短时间内一次浇铸成功；
(4)清理、检验、机械精加工、出厂：经清理、检验、机械精加工、出厂的成品，出炉时采用稀土硅铁合金加以处理，获得铸态下的以奥氏体为主。
制得的耐热钢中所含元素的重量百分比为：铬15，镍8，钨10，钼10，硅1，硫≤0.03，磷≤0.03，碳0.25-0.35，铬/碳为43-60，铌10，锰≤1，其余为铁及杂质，而杂质的总量≤0.1。
实施例4：
制得的耐热钢中所含元素的重量百分比为：铬20，镍9，钨12，钼12，硅2，硫≤0.03，磷≤0.03，碳0.25-0.35，铬/碳为65-80，铌5，锰≤1，其余为铁及杂质，而杂质的总量≤0.1。其他与实施例3相同。
实施例5：
制得的耐热钢中所含元素的重量百分比为：铬25，镍10，钨15，钼15，硅2.5，硫≤0.03，磷≤0.03，碳0.25-0.35，铬/碳为69-100，铌7，锰≤1，其余为铁及杂质，而杂质的总量≤0.1。其他与实施例3相同。
实施例6：
制得的耐热钢中所含元素的重量百分比为：铬20，镍9，钨12，钼12，硅2，硫≤0.03，磷≤0.03，碳0.25-0.35，铬/碳为65-80，锰≤1，其余为铁及杂质，而杂质的总量≤0.1。其他与实施例1相同。

Claims (2)

1.一种稀土高铬钨高温耐热耐磨钢，其特征在于：由以下重量百分比的元素组成：铬15-25，镍8-10，钨10-15，钼10-15，硅1-2.5，硫≤0.03，磷≤0.03，碳0.25-0.35，铬/碳为43-100，锰≤1，其余为铁及杂质，而杂质的总量≤0.1；所述的稀土高铬钨高温耐热耐磨钢的制备方法，包括以下步骤：
(1)制模、刷涂料、装箱：制模、刷涂料，烘干，浇铸系统安置，装箱；
(2)熔炼：根据上述稀土高铬钨高温耐热耐磨钢元素组分，将含相应元素的原料加入熔炼炉内；
(3)浇铸：出钢温度控制在1650-1700℃，出炉后快速浇注成型，浇注温度控制在1600-1650℃,所得稀土高铬钨高温耐热耐磨钢耐热温度高达1450℃。
2.根据权利要求1所述的稀土高铬钨高温耐热耐磨钢，其特征在于：还包括铌，其重量百分比为铌5-10。
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