專利名稱：耐高溫抗磨抗氧化合金鋼及其制備方法
所屬領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種耐高溫抗磨抗氧化合金鋼及其制備方法。
背景技術(shù)：
在高溫(1000～1300℃)且工作介質(zhì)為1mm左右的顆粒物工作條件下金屬材料的損傷與劣化已成為一個(gè)嚴(yán)重的技術(shù)難題，現(xiàn)有的合金材料以3Cr2W8V合金材料為例其存在的缺陷是，1、高溫條件下氧化嚴(yán)重；2、在使用過(guò)程中高溫強(qiáng)度及抗彎曲強(qiáng)度在700℃時(shí)，急劇下降，降低了產(chǎn)品的使用壽命。另外的一種合金材料，例如310S，和美國(guó)LNCOLOY800H其高溫性能抗氧化性能很好，但不能保持持久的耐磨性。有些合金材料在具有比較高的耐磨性或者抗氧化性時(shí)，但耐高溫性能不好，而且不具備加工性，例如高鉻鑄鐵。循環(huán)流化床鍋爐及工業(yè)水泥窯爐，由于工作環(huán)境惡劣，所以對(duì)爐內(nèi)部件及熱電偶，熱電阻的耐高溫和抗磨抗氧化的技術(shù)指標(biāo)有很高要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種長(zhǎng)期在1300℃高溫環(huán)境下，金屬的抗彎曲強(qiáng)度、抗高溫蠕變強(qiáng)度不變而且合金的抗磨性能良好、耐高溫抗磨抗氧化合金鋼及其制備方法。發(fā)明的技術(shù)方案為本發(fā)明的目的是提供一種耐高溫抗磨抗氧化復(fù)合金屬材料及其制備方法。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)的該合金鋼所含元素重量配比是N1-3％ C0.1-0.3％ Si0.5％Mn1％P0.11％S0.11％ Cr28-30％ Ni10-12％ Mo1.6-1.8％ W3-5％V0.4-0.5％ Co0.2-0.5％本發(fā)明的制備方法為對(duì)加入各個(gè)原料所含元素量進(jìn)行準(zhǔn)確的熔煉前化學(xué)分析，保證每種原料所含元素在上述配比范圍內(nèi)，在中頻爐熔煉前冷狀態(tài)下，先加入鉻鐵，鉬鐵，碳，鎳，錳鐵，鎢鐵及0Cr18Ni9Ti基料，加溫進(jìn)行熔煉，當(dāng)鋼水溫度達(dá)到1500-1550℃時(shí)，加入氮化鉻，礬鐵，鈷，待鋼水熔清后，升溫至1600℃，保溫10分鐘脫氧打凈爐渣出鋼。
本發(fā)明的有益技術(shù)效果如下本發(fā)明是由N、C、Si、Mn、P、S、Cr、Ni、Mo、V、W、Co組成，采用本發(fā)明上述比例，冶煉制成。本產(chǎn)品具有較強(qiáng)的耐高溫、抗磨、抗氧化性能，廣泛應(yīng)用于電力、水泥、石化、航天、航空多個(gè)領(lǐng)域。例如循環(huán)流化床鍋爐電廠、水泥行業(yè)及石化行業(yè)。本產(chǎn)品具有如下特點(diǎn)1、合金鋼所含元素由N、C、Si、Mn、P、S、Cr、Ni、Mo、V、Co、W組成；2、長(zhǎng)期在1300℃高溫環(huán)境下，抗彎曲強(qiáng)度、高溫1300℃狀態(tài)下，無(wú)高溫蠕變現(xiàn)象，高溫強(qiáng)度不變；3、流動(dòng)介質(zhì)為20％的石英砂、云石，80％的煤在25.4米/秒流速1100～1200℃的溫度下，每100小時(shí)磨損率為0.002毫米；4、長(zhǎng)期在SO2或高含量O2氣氛下，由于氮的加入在材料表面不斷形成氮化層，因此防止了金屬的晶間腐蝕；5、可焊性好。
本發(fā)明中Cr、Ni、Co、Mo、是實(shí)現(xiàn)耐熱性的基本合金元素，含量如果超過(guò)本發(fā)明所述的范圍，會(huì)造成合金鋼性能改變，從而使合金鋼脆性增大，W是獲得一定熱膨脹系數(shù)的另一基本金屬元素，故其含量至少為3％，但是如果超過(guò)5％以上，熱膨脹系數(shù)就會(huì)上升，合金鋼呈現(xiàn)脆裂現(xiàn)象，因此W應(yīng)該在3-5％范圍內(nèi)。
具體實(shí)施例方式N1-3％ C0.1-0.3％ Si0.5％Mn1％P0.11％S0.11％ Cr28-30％ Ni10-12％ Mo1.6-1.8％ W3-5％V0.4-0.5％ Co0.2-0.5％本發(fā)明所述的合金材料制備方法為對(duì)加入各個(gè)原料所含元素量進(jìn)行準(zhǔn)確的熔煉前化學(xué)分析，保證每種原料所含元素在上述配比范圍內(nèi)，在中頻爐熔煉前冷狀態(tài)下，先加入鉻鐵，鉬鐵，碳，鎳，錳鐵，鎢鐵及0Cr18Ni9Ti基料，加溫進(jìn)行熔煉，當(dāng)鋼水溫度達(dá)到1500-1550℃時(shí)，加入氮化鉻，礬鐵，鈷，待鋼水熔清后，升溫至1600℃，保溫10分鐘脫氧打凈爐渣出鋼。由于本發(fā)明有可煅性，故可根據(jù)不同要求制成板、管、棒等。本發(fā)明經(jīng)過(guò)中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七二五研究所進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)晶粒度級(jí)別為4.5級(jí)，磨損年失重僅為下磨輪482.85克，上對(duì)磨輪494.24克，由于本實(shí)驗(yàn)在中國(guó)范圍內(nèi)所能達(dá)到最高溫度為1100℃，因此高溫強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果為75Mpa，抗彎75MPa、常溫拉伸585MPa。硬度值HRC44，該硬度為合金鋼在鑄態(tài)下硬度值。本發(fā)明產(chǎn)生的合金鋼如果需要制成鍛件需在1100℃溫度下進(jìn)行回火處理。
權(quán)利要求
1.一種耐高溫抗磨抗氧化合金鋼，其特征是該材料配比的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)含有N1-3％ C0.1-0.3％ Si0.5％ Mn1％ P0.11％ S0.11％Cr28-30％ Ni10-12％ Mo1.6-1.8％ W3-5％ V0.4-0.5％Co0.2-0.5％。
2.如權(quán)利要求1所提供的合金鋼制備方法，其特征是對(duì)加入各個(gè)原料所含元素量進(jìn)行準(zhǔn)確的熔煉前化學(xué)分析，保證每種原料所含元素在上述配比范圍內(nèi)，在中頻爐熔煉前冷狀態(tài)下，先加入鉻鐵，鉬鐵，碳，鎳，錳鐵，鎢鐵及0Cr18Ni9Ti基料，加溫進(jìn)行熔煉，當(dāng)鋼水溫度達(dá)到1500-1550℃時(shí)，加入氮化鉻，礬鐵，鈷，待鋼水熔清后，升溫至1600℃，保溫10分鐘脫氧打凈爐渣出鋼。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種耐高溫抗磨抗氧化合金鋼及其制備方法，本發(fā)明是由N、C、Si、Mn、P、S、Cr、Ni、Mo、V、W、Co組成，長(zhǎng)期在1300℃高溫環(huán)境下，抗彎曲強(qiáng)度、高溫1300℃狀態(tài)下，無(wú)高溫蠕變現(xiàn)象，高溫強(qiáng)度不變；流動(dòng)介質(zhì)為20％的石英砂、云石，80％的煤在25.4米/秒流速及1100～1200℃的溫度下，每100小時(shí)磨損率為0.002毫米；長(zhǎng)期在SO
文檔編號(hào)C22C33/00GK1908219SQ20061001046
公開(kāi)日2007年2月7日 申請(qǐng)日期2006年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月30日
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