CN112501510A - 一种高铝铁素体耐热钢及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高铝铁素体耐热钢，所述高铝铁素体耐热钢的化学成分及其质量百分数如下：C为0.05～0.15％，Si≤0.5％，Mn为0.2～0.5％，P≤0.030％，S≤0.020％，Cr为7～12％，Al为1～3％，Ni为3～7％，W为1～2％，Mo为0.2～0.5％，Nb为0.05～0.10％，V为0.10～0.20％，N为0.030～0.050％，B为0.001～0.005％，其余是Fe和不可避免的杂质。在本发明的铁素体耐热钢中加入Al，且Al的含量高，在高温氧化环境中能够在表面自生成Al2O3与Cr2O3的复合氧化膜，极大提高铁素体耐热钢的高温氧化性能，并且Al与Cr两种合金元素的加入，还会增加溶质原子偏析至位错、孪晶及晶界缺陷处的几率，产生钉扎作用，提高耐热钢的抗蠕变。

Description

一种高铝铁素体耐热钢及其制备方法
技术领域
本发明属于铁素体耐热钢技术领域，尤其是涉及一种高铝铁素体耐热钢及其制备方法。
背景技术
目前，我国的电力资源来源于火力、水力、风力、太阳能发电以及核电等。随着经济的快速发展，我国的年发电量和火电装机容量不断提高，从长远来看，火力发电是我国电力资源的重要组成，火力发电机组的发电效率想要提高，需要提高蒸汽温度和蒸汽压力，这就对发电机组部件的性能提出了更高的要求，尤其是锅炉管用钢的高温强度、高温蠕变性能、抗高温氧化性能和耐腐蚀性能。因此，耐热钢铸件成为发展超(超)临界火电技术的最大制约因素，各国都在积极地研发新型的耐热钢种及其制造技术。
现有的火电站用耐热材料主要包括9～12％Cr系铁素体耐热钢和奥氏体耐热钢两大系列。奥氏体耐热钢具有较好的高温强度、良好的耐腐蚀性能和抗蒸汽氧化性能等优点，但其热膨胀系数大、抗热疲劳性差，易产生应力腐蚀及晶间腐蚀，并且奥氏体耐热钢中加入大量Ni元素，制备成本高。铁素体耐热钢的热膨胀系数小、抗热应力疲劳性能有一，具有出色的高温蠕变断裂强度，在保证火电机组安全运行的前提下，铁素体耐热钢成为超(超)临界机组锅炉用钢的首选钢种。
现有的铁素体耐热钢的代表钢种有T92、E911、T122等，其Cr含量高达9～12％，减少Mo元素含量增加了W元素含量，并加入了少量的B元素，极大得增强了其钢中复合固溶强化作用，在马氏体板条界和原奥氏体晶界处促进更加细小稳定的MX型沉淀物的析出，这些析出颗粒能有效阻止位错运动，并通过弥散沉淀强化来提高组织和性能的稳定性，使其在600℃/105h的条件下的蠕变断裂强度达到140MPa，Cr会在表面形成一层致密的Cr2O3膜，阻碍O的进入降低氧化程度，提高钢的抗氧化性和抗腐蚀性。超过12％的Cr会导致组织中产生δ-铁素体，对冲击性能和蠕变强度不利，而且Cr2O3膜长期在复杂高温环境中易反应生成挥发性物质，造成抗氧化膜破裂而使耐热钢的抗氧化性能被削弱。因此，需要添加相应的合金元素抑制钢中有害相，使钢得到长期固溶强化，并提高抗高温氧化性能。
因此，为了解决上述技术问题，研发一种具有高温强度好、抗高温氧化性能优异、抗高温蠕变性能强、组织性能稳定的高铝铁素体耐热钢。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有高温强度好、抗高温氧化性能优异、抗高温蠕变性能强、组织性能稳定、使用寿命长的高铝铁素体耐热钢。
本发明的另一个目的是提供一种高铝铁素体耐热钢的备方法。
本发明的技术方案如下：
一种高铝铁素体耐热钢，所述高铝铁素体耐热钢的化学成分及其质量百分数如下：C为0.05～0.15％，Si≤0.5％，Mn为0.2～0.5％，P≤0.030％，S≤0.020％，Cr为7～12％，Al为1～3％，Ni为3～7％，W为1～2％，Mo为0.2～0.5％，Nb为0.05～0.10％，V为0.10～0.20％，N为0.030～0.050％，B为0.001～0.005％，其余是Fe和不可避免的杂质。
在上述技术方案中，所述高铝铁素体耐热钢中形成FeAl金属间化合物，作为增强第二相弥散在基体中。
在上述技术方案中，所述高铝铁素体耐热钢中形成NiAl金属间化合物以保持有序结构。
在上述技术方案中，所述高铝铁素体耐热钢中含有Al、Ni，产生微观尺度并均匀散步的FeAlNi类金属间化合物，使其作为第二相弥散在Fe基体中。
在上述技术方案中，所述高铝铁素体耐热钢在600-800℃的水蒸气或空气环境中，在所述高铝铁素体耐热钢的表面生成致密连续的Al2O3和Cr2O3复合氧化膜。
一种高铝铁素体耐热钢的制备方法，包括以下步骤；
S1.按所述的耐热钢化学成分及其质量百分含量进行配料，将其加入真空感应炉内熔炼成合金钢水，将合金钢水浇入模具中凝固生成钢锭；
S2.去除所述步骤S1的钢锭表面的缺陷，通过加热炉将钢锭加热至1200-1250℃，并通过锻压机锻造成厚度为30-50mm的钢锭，终锻温度为900-950℃，而后空冷至室温；
S3.将锻造后所述步骤S2的钢锭放入加热炉内，缓慢升温至980-1150℃，保温1-10小时后对钢锭进行固溶处理，而后水冷到室温；
S4.将固溶处理后的所述步骤S3的钢锭加热到1100-1350℃，保温0.5-2小时以使内外温度均匀，通过轧机对钢锭轧制6-10道次后，终轧温度为850-950℃，得到厚度为2-8mm的热轧板材；
S5.将所述步骤S5的热轧板材加热至650-750℃，保温10-20分钟，而后随炉冷却至室温，得到高铝铁素体耐热钢的成品。
在上述技术方案中，在所述步骤S1中配料的原料采用石墨增碳剂、低碳硅铁、低碳锰铁、低碳铬铁、铝粒、镍板、钨铁、钼铁、铌铁、钒铁、氮化铬、硼铁和纯铁，其原料的用量是按各化学成分质量百分数的100％～110％准备各类原料。
在上述技术方案中，在所述步骤S1中，在真空感应炉内先加入低碳锰铁、低碳铬铁、镍板、钨铁、钼铁、氮化铬和纯铁，在炉内的合金全部融化后，再依次加入低碳硅铁、铝粒、石墨增碳剂、铌铁、钒铁和硼铁。
在上述技术方案中，所述步骤S1中，在真空感应炉内熔炼30-60分钟，钢水温度上升至高于液相线温度60-80℃，再将合金钢水浇入模具中，凝固生成钢锭。
本发明具有的优点和积极效果是：
1.在本发明的铁素体耐热钢中加入Al，且Al的含量高，在高温氧化环境中能够在表面自生成Al2O3与Cr2O3的复合氧化膜，极大提高铁素体耐热钢的高温氧化性能，并且Al与Cr两种合金元素的加入，还会增加溶质原子偏析至位错、孪晶及晶界缺陷处的几率，产生钉扎作用，提高耐热钢的抗蠕变性能。
2.本发明以Fe作为基体，Al与Ni的加入产生微观尺度的FeAlNi类金属间化合物，使其作为增强第二相弥散在基体中。
3.本发明的铁素体耐热钢中，以Fe作为基体，加入了W、Mo、Nb、V、Ni、C、N元素而起到了固溶强化、Laves相和M(C,N)相的析出强化的综合强化的作用；由于加入了适量的B元素而强化了晶界和加入Si元素而抑制了渗碳体的形成，使铁素体耐热钢具有抗高温蠕变强度。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明，决不限制本发明的保护范围。
对比例
采用市面上广泛应用的9-12Cr型(P92)铁素体耐热钢，9-12Cr型(P92)铁素体耐热钢650℃高温下的拉伸性能如表1所示：
表1 9-12Cr型(P92)铁素体耐热钢650℃高温下的拉伸性能
Figure BDA0002803686400000031
实施例1
本发明的一种高铝铁素体耐热钢，所述高铝铁素体耐热钢化学成分及其质量百分含量如下：C为0.076％、Si为0.33％、Mn为0.37％、P为0.025％、S为0.008％、Cr为11.37％、Al为1.21％、Ni为3.64％、W为1.31％、Mo为0.28％、Nb为0.072％、V为0.15％、N为0.048％、B为0.002％，余量为Fe和不可避免的杂质。
一种高铝铁素体耐热钢的制备方法，包括以下步骤：
S1.按所述的耐热钢化学成分及其质量百分含量进行配料，将其加入真空感应炉内熔炼成合金钢水，将合金钢水浇入模具中凝固生成钢锭；
S2.去除所述步骤S1的钢锭表面的缺陷，通过加热炉将钢锭加热至1250℃，并通过锻压机锻造成厚度为30mm的钢锭，终锻温度为930℃，而后空冷至室温(15-30℃)；
S3.将锻造后所述步骤S2的钢锭放入加热炉内，缓慢升温至1050℃，保温4小时后对钢锭进行固溶处理，而后水冷到室温；
S4.将固溶处理后的所述步骤S3的钢锭加热到1250℃，保温1小时以使内外温度均匀，通过轧机对钢锭轧制8道次后，终轧温度为903℃，得到厚度为4mm的热轧板材；
S5.将所述步骤S5的热轧板材加热至700℃，保温14分钟，而后随炉冷却至室温，得到高铝铁素体耐热钢的成品。
本实施例1的高铝铁素体耐热钢在650℃高温下短时拉伸性能如表2所示：
表2高铝铁素体耐热钢在650℃高温短时拉伸性能
Figure BDA0002803686400000041
由表1可以看出，与对比例的铁素体耐热钢的拉伸性能相比，本实施例1中制备出的高铝铁素体耐热钢的抗拉强度和屈服强度有所提高，且断后延伸率下降，高铝铁素体耐热钢的整体物理性能提高，适用于制造超(超)临界蒸汽轮机设备和核能发电设备。
Al是一种铁素体形成元素和抗氧化元素，虽然高Cr铁素体耐热钢在高温下会形成Cr2O3膜，但是Cr含量过高对钢的高温性能不利，并且其最高温度不能超过650℃。
含有一定量Al的耐热钢表面在600-800℃的水蒸气或空气环境中会生成致密连续、高温稳定性好的保护性FU铝氧化膜，其耐热温度可达到1200-1300℃，Al2O3和Cr2O3复合氧化膜具有比Cr2O3膜更优良的抗高温氧化和耐腐蚀性能。
本发明的高铝铁素体耐热钢以Fe作为基体，加入Al可以固溶进铁素体中，降低钢的密度，提高钢的比强度，还能够细化晶粒，抑制低碳钢的时效，Al含量高时，会形成具有优良的高温比强度、比刚度及优秀的耐腐蚀性和抗高温氧化性的FeAl金属间化合物。
Ni是一种奥氏体形成元素，Ni元素会提高奥氏体层错能，有助于滑移进行，提高钢的塑性韧性。加入Ni元素能强化铁素体相，并细化珠光体，增加金属间化合物和碳化物的析出数量，提高钢的蠕变强度。
本发明的耐热钢中同时加入了Al和Ni，可以改善Fe-Al在耐热钢中的存在形态，产生微观尺度并均匀散布的FeAl金属间化合物，作为增强第二相弥散在基体中。Ni和Al还会形成NiAl金属间化合物，其中Ni3Al在其熔点1395℃以下保持有序结构，其强度会随温度的升高而升高。本发明的铁素体耐热钢中加入高Al组元和Ni组元，增强了固溶强化效果，并且利用Al、Ni的加入产生微观尺度的FeAlNi类金属间化合物，使其作为第二相弥散在基体中。
另外，形成Al与Cr的复合氧化膜，极大提高了耐热钢的高温抗氧化能力，两种新合金元素的加入还会增加溶质原子偏析至位错、孪晶及晶界等缺陷处的几率，产生钉扎作用，提高钢的抗蠕变性能。
与现有的铁素体系耐热钢相比，本发明的铁素体耐热钢的Al含量高，在高温氧化环境中能够在表面自生成Al2O3和Cr2O3复合氧化膜，使铁素体耐热钢具有较高的抗高温氧化性能，并加入了W、Mo、Nb、V、Ni、C、N元素而起到了固溶强化、Laves相和M(C,N)相的析出强化的综合强化的作用；由于加入了适量的B元素而强化了晶界，加入Si元素而抑制了渗碳体的形成，从而使铁素体耐热钢具有适用的抗高温蠕变强度。
实施例2
本发明的一种高铝铁素体耐热钢，所述高铝铁素体耐热钢化学成分及其质量百分含量如下：C为0.076％、Si为0.34％、Mn为0.41％、P为0.021％、S为0.009％、Cr为11.78％、Al为1.02％、Ni为4.39％、W为1.35％、Mo为0.26％、Nb为0.081％、V为0.16％、N为0.049％、B为0.003％，余量为Fe和不可避免的杂质。
一种高铝铁素体耐热钢的制备方法，包括以下步骤：
S1.按所述的耐热钢化学成分及其质量百分含量进行配料，将其加入真空感应炉内熔炼成合金钢水，将合金钢水浇入模具中凝固生成钢锭；
S2.去除所述步骤S1的钢锭表面的缺陷，通过加热炉将钢锭加热至1230℃，，并通过锻压机锻造成厚度为40mm的钢锭，终锻温度为950℃，而后空冷至室温；
S3.将锻造后所述步骤S2的钢锭放入加热炉内，缓慢升温至1050℃，保温4小时后对钢锭进行固溶处理，而后水冷到室温；
S4.将固溶处理后的所述步骤S3的钢锭加热到1250℃，保温1小时以使内外温度均匀，通过轧机对钢锭轧制8道次后，终轧温度为910℃，得到厚度为5mm的热轧板材；
S5.将所述步骤S5的热轧板材加热至700℃，保温16分钟，而后随炉冷却至室温，得到高铝铁素体耐热钢的成品。
本实施例2的高铝铁素体耐热钢在650℃高温下短时拉伸性能如表3所示：
表3高铝铁素体耐热钢在650℃高温短时拉伸性能
Figure BDA0002803686400000061
由表3可以看出，与对比例的铁素体耐热钢的拉伸性能相比，本实施例2中制备出的高铝铁素体耐热钢的抗拉强度和屈服强度有所提高，且断后延伸率下降，高铝铁素体耐热钢的整体物理性能提高。
实施例3
本发明的一种高铝铁素体耐热钢，所述高铝铁素体耐热钢化学成分及其质量百分含量如下：C为0.089％、Si为0.24％、Mn为0.42％、P为0.019％、S为0.007％、Cr为9.13％、Al为1.93％、Ni为5.09％、W为1.3％、Mo为0.25％、Nb为0.074％、V为0.14％、N为0.045％、B为0.004％，余量为Fe和不可避免的杂质。
一种高铝铁素体耐热钢的制备方法，包括以下步骤：
S1.按所述的耐热钢化学成分及其质量百分含量进行配料，将其加入真空感应炉内熔炼成合金钢水，将合金钢水浇入模具中凝固生成钢锭；
S2.去除所述步骤S1的钢锭表面的缺陷，通过加热炉将钢锭加热至1250℃，并通过锻压机锻造成厚度为30mm的钢锭，终锻温度为930℃，而后空冷至室温；
S3.将锻造后所述步骤S2的钢锭放入加热炉内，缓慢升温至1050℃，保温4小时后对钢锭进行固溶处理，而后水冷到室温；
S4.将固溶处理后的所述步骤S3的钢锭加热到1250℃，保温1小时以使内外温度均匀，通过轧机对钢锭轧制8道次后，终轧温度为903℃，得到厚度为4mm的热轧板材；
S5.将所述步骤S5的热轧板材加热至700℃，保温16分钟，而后随炉冷却至室温，得到高铝铁素体耐热钢的成品。
本实施例3的高铝铁素体耐热钢在650℃高温下短时拉伸性能如表4所示：
表4高铝铁素体耐热钢在650℃高温短时拉伸性能
Figure BDA0002803686400000062
由表4可以看出，与对比例的铁素体耐热钢的拉伸性能相比，本实施例3中制备出的高铝铁素体耐热钢的抗拉强度和屈服强度有所提高，且断后延伸率下降，高铝铁素体耐热钢的整体物理性能提高。
实施例4
本发明的一种高铝铁素体耐热钢，所述高铝铁素体耐热钢化学成分及其质量百分含量如下：C为0.084％、Si为0.25％、Mn为0.43％、P为0.026％、S为0.008％、Cr为9.22％、Al为2.06％、Ni为5.67％、W为1.29％、Mo为0.22％、Nb为0.067％、V为0.17％、N为0.044％、B为0.002％，余量为Fe和不可避免的杂质。
一种高铝铁素体耐热钢的制备方法，包括以下步骤：
S1.按所述的耐热钢化学成分及其质量百分含量进行配料，将其加入真空感应炉内熔炼成合金钢水，将合金钢水浇入模具中凝固生成钢锭；
S2.去除所述步骤S1的钢锭表面的缺陷，通过加热炉将钢锭加热至1200℃，并通过锻压机锻造成厚度为50mm的钢锭，终锻温度为945℃，而后空冷至室温；
S3.将锻造后所述步骤S2的钢锭放入加热炉内，缓慢升温至1050℃，保温4小时后对钢锭进行固溶处理，而后水冷到室温；
S4.将固溶处理后的所述步骤S3的钢锭加热到1250℃，保温1小时以使内外温度均匀，通过轧机对钢锭轧制6道次后，终轧温度为912℃，得到厚度为6mm的热轧板材；
S5.将所述步骤S5的热轧板材加热至700℃，保温18分钟，而后随炉冷却至室温，得到高铝铁素体耐热钢的成品。
本实施例4的高铝铁素体耐热钢在650℃高温下短时拉伸性能如表5所示：
表5高铝铁素体耐热钢在650℃高温短时拉伸性能
Figure BDA0002803686400000071
由表5可以看出，与对比例的铁素体耐热钢的拉伸性能相比，本实施例1中制备出的高铝铁素体耐热钢的抗拉强度和屈服强度有所提高，且断后延伸率下降，高铝铁素体耐热钢的整体物理性能提高。
实施例5
本发明的一种高铝铁素体耐热钢，所述高铝铁素体耐热钢化学成分及其质量百分含量如下：C为0.097％、Si为0.35％、Mn为0.38％、P为0.018％、S为0.006％、Cr为7.53％、Al为2.98％、Ni为6.12％、W为1.33％、Mo为0.23％、Nb为0.07％、V为0.14％、N为0.041％、B为0.003％，余量为Fe和不可避免的杂质。
一种高铝铁素体耐热钢的制备方法，包括以下步骤：
S1.按所述的耐热钢化学成分及其质量百分含量进行配料，将其加入真空感应炉内熔炼成合金钢水，将合金钢水浇入模具中凝固生成钢锭；
S2.去除所述步骤S1的钢锭表面的缺陷，通过加热炉将钢锭加热至1240℃，并通过锻压机锻造成厚度为30mm的钢锭，终锻温度为920℃，而后空冷至室温；
S3.将锻造后所述步骤S2的钢锭放入加热炉内，缓慢升温至1050℃，保温4小时后对钢锭进行固溶处理，而后水冷到室温；
S4.将固溶处理后的所述步骤S3的钢锭加热到1250℃，保温1小时以使内外温度均匀，通过轧机对钢锭轧制8道次后，终轧温度为893℃，得到厚度为2mm的热轧板材；
S5.将所述步骤S5的热轧板材加热至730℃，保温12分钟，而后随炉冷却至室温，得到高铝铁素体耐热钢的成品。
本实施例5的高铝铁素体耐热钢在650℃高温下短时拉伸性能如表6所示：
表6高铝铁素体耐热钢在650℃高温短时拉伸性能
Figure BDA0002803686400000081
由表6可以看出，与对比例的铁素体耐热钢的拉伸性能相比，本实施例5中制备出的高铝铁素体耐热钢的抗拉强度和屈服强度有所提高，断后延伸率高于对比例中的断后延伸率，材料断后延伸率越大表明材料的塑性越好，表明实施例5制备出的高铝铁素体在塑性和强度上都有所提高，使得整体物理性能提高
实施例6
本发明的一种高铝铁素体耐热钢，所述高铝铁素体耐热钢化学成分及其质量百分含量如下：C为0.105％、Si为0.36％、Mn为0.4％、P为0.017％、S为0.007％、Cr为7.42％、Al为2.93％、Ni为6.69％、W为1.28％、Mo为0.21％、Nb为0.069％、V为0.13％、N为0.04％、B为0.005％，余量为Fe和不可避免的杂质。
一种高铝铁素体耐热钢的制备方法，包括以下步骤：
S1.按所述的耐热钢化学成分及其质量百分含量进行配料，将其加入真空感应炉内熔炼成合金钢水，将合金钢水浇入模具中凝固生成钢锭；
S2.去除所述步骤S1的钢锭表面的缺陷，通过加热炉将钢锭加热至1250℃，并通过锻压机锻造成厚度为40mm的钢锭，终锻温度为910℃，而后空冷至室温；
S3.将锻造后所述步骤S2的钢锭放入加热炉内，缓慢升温至1050℃，保温4小时后对钢锭进行固溶处理，而后水冷到室温；
S4.将固溶处理后的所述步骤S3的钢锭加热到1250℃，保温1小时以使内外温度均匀，通过轧机对钢锭轧制10道次后，终轧温度为895℃，得到厚度为2mm的热轧板材；
S5.将所述步骤S5的热轧板材加热至750℃，保温12分钟，而后随炉冷却至室温，得到高铝铁素体耐热钢的成品。
本实施例6的高铝铁素体耐热钢在650℃高温下短时拉伸性能如表7所示：
表7高铝铁素体耐热钢在650℃高温短时拉伸性能
Figure BDA0002803686400000091
由表7可以看出，与对比例的铁素体耐热钢的拉伸性能相比，本实施例6中制备出的高铝铁素体耐热钢的抗拉强度和屈服强度有所提高，断后延伸率高于对比例中的断后延伸率，材料断后延伸率越大表明材料的塑性越好，表明实施例5制备出的高铝铁素体在塑性和强度上都有所提高，使得整体物理性能提高。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种高铝铁素体耐热钢，其特征在于：所述高铝铁素体耐热钢的化学成分及其质量百分数如下：C为0.05～0.15％，Si≤0.5％，Mn为0.2～0.5％，P≤0.030％，S≤0.020％，Cr为7～12％，Al为1～3％，Ni为3～7％，W为1～2％，Mo为0.2～0.5％，Nb为0.05～0.10％，V为0.10～0.20％，N为0.030～0.050％，B为0.001～0.005％，其余是Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的高铝铁素体耐热钢，其特征在于：所述高铝铁素体耐热钢中形成FeAl金属间化合物，作为增强第二相弥散在基体中。
3.根据权利要求1所述的高铝铁素体耐热钢，其特征在于：所述高铝铁素体耐热钢中形成NiAl金属间化合物以保持有序结构。
4.根据权利要求1所述的高铝铁素体耐热钢，其特征在于：所述高铝铁素体耐热钢中含有微观尺度并均匀散步的FeAlNi类金属间化合物，使其作为第二相弥散在Fe基体中。
5.根据权利要求1所述的高铝铁素体耐热钢，其特征在于：所述高铝铁素体耐热钢在600-800℃的水蒸气或空气环境中，在所述高铝铁素体耐热钢的表面生成致密连续的Al2O3和Cr2O3复合氧化膜。
6.一种高铝铁素体耐热钢的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.按所述的耐热钢化学成分及其质量百分含量进行配料，将其加入真空感应炉内熔炼成合金钢水，将合金钢水浇入模具中凝固生成钢锭；
S2.去除所述步骤S1的钢锭表面的缺陷，通过加热炉将钢锭加热至1200-1250℃，并通过锻压机锻造成厚度为30-50mm的钢锭，终锻温度为900-950℃，而后空冷至室温；
S3.将锻造后所述步骤S2的钢锭放入加热炉内，缓慢升温至980-1150℃，保温1-10小时后对钢锭进行固溶处理，而后水冷到室温；
S4.将固溶处理后的所述步骤S3的钢锭加热到1100-1350℃，保温0.5-2小时以使内外温度均匀，通过轧机对钢锭轧制6-10道次后，终轧温度为850-950℃，得到厚度为2-8mm的热轧板材；
S5.将所述步骤S5的热轧板材加热至650-750℃，保温10-20分钟，而后随炉冷却至室温，得到高铝铁素体耐热钢的成品。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：在所述步骤S1中配料的原料采用石墨增碳剂、低碳硅铁、低碳锰铁、低碳铬铁、铝粒、镍板、钨铁、钼铁、铌铁、钒铁、氮化铬、硼铁和纯铁，其原料的用量是按各化学成分质量百分数的100％～110％准备各类原料。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：在所述步骤S1中，在真空感应炉内先加入低碳锰铁、低碳铬铁、镍板、钨铁、钼铁、氮化铬和纯铁，在炉内的合金全部融化后，再依次加入低碳硅铁、铝粒、石墨增碳剂、铌铁、钒铁和硼铁。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，在所述真空感应炉内熔炼30-60分钟，钢水温度上升至高于液相线温度60-80℃，再将合金钢水浇入模具中，凝固生成钢锭。
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