專利名稱：一種耐高溫高強度合金鋼及其熱處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種耐高溫高強度合金鋼及其熱處理工藝。
背景技術(shù)：
高溫環(huán)境下使用的零件必須具有耐高溫性和高強度性，因此對零件所用的鋼材也要求耐高溫與高強度。
中國專利公告號為CN100412221C，公告日為2008年8月20日的發(fā)明專利公開了一種高溫合金鋼，該鋼的成分以及重量百分比為碳0.7—1.5，鎳0—1.5，釩0—1.5，鉬1.0—3，硅O. 5—1.5，錳O. 2—1.0，鉻0—3，鉤0—3，鎂0—0.8，鈦0_1.5，鋁0—0.5，其余為鐵。該種鋼在高溫環(huán)境下具有一定的強度，但是由于含碳量較高，韌性不強，而且含錳量少造成了材料的淬透性不高，因此該鋼材在某些環(huán)境下，如用來制造真空爐上的夾緊螺栓，則強度、耐高溫性和韌性都不能滿足生產(chǎn)的需要，制造出來的零件易拉斷和變形，更換頻率高，很浪費。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個目的是提供一種耐高溫高強度合金鋼，該鋼耐高溫性能好、強度高，用該鋼制造的零件在高溫環(huán)境下不易拉斷和變形，更換頻率較低。
本發(fā)明的第二個目的是提供一種制造上述耐高溫高強度合金鋼的熱處理工藝。
為實現(xiàn)本發(fā)明的第一個目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是 一種耐高溫高強度
合金鋼，所述耐高溫高強度合金鋼的成分及質(zhì)量％為碳0.06 0. 1，鎳0.8 1.2，釩0.9 1.8，鉬1.6 2. 6，硅0.8 1.2，錳1. 5 2. 8，鉻2. 3 6. 0，鎢O. 1 0.3,稀土硅鎂合金0.7 1.5，其余為鐵。
進一步，該耐高溫高強度合金鋼的成分及質(zhì)量％為碳0.08，鎳1.0，釩1.4，鉬2.2，硅l.O，錳2. 1，鉻4.8，鎢0.2，稀土硅鎂合金l.l，其余為鐵。所述的稀土硅鎂合金應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T4138-93。
為實現(xiàn)本發(fā)明的第二個目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是 一種上述耐高溫高強度合金鋼的熱處理工藝，所述熱處理工藝包括以下三個連續(xù)階段
第一階段是加熱到950。C，且保溫4個小時后在油類液體中進行淬火處理；
第二階段是進行80(TC的回火處理，且保溫6個小時后用冷水進行冷卻，冷卻時間為IO分鐘；
第三階段是再加熱到600'C,且保溫3個小時后自然冷卻。
所述第一階段進行淬火處理時用的油類液體為錠子油。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為
1. 本發(fā)明的一種耐高溫高強度合金鋼有較好的塑性和韌性，且由于錳含量高，該鋼又更易于淬透，因此該鋼不僅強度高、耐高溫性能好，而且還有較好的
塑性和韌性。
2. 本發(fā)明的一種耐高溫高強度合金鋼熱處理方法中所述的第一步和第二步熱處理步驟可調(diào)整材料成份均勻、細(xì)化材料組織、可析出硬質(zhì)化合物增加材料的強度；
3. 本發(fā)明的一種耐高溫高強度合金鋼熱處理方法中所述的第三步熱處理步驟可使材料的組織穩(wěn)定、可析出硬質(zhì)化合物增加材料的強度、可提高材料的強韌性和高溫性能。
4. 使用本發(fā)明的一種耐高溫高強度合金鋼制造的零件耐高溫、高強度，有較好的塑性和韌性，因此使用壽命長，更換頻率低。
具體實施例方式
以下結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明進行詳細(xì)描述
本發(fā)明的一種耐高溫高強度合金鋼，其成分及質(zhì)量％為碳0.06 0. 1，鎳0.8 1.2，釩O. 9~1.8，鉬1.6 2.6，硅0.8 1.2,錳1.5 2.8，鉻2.3 6.0，鉤O. 1 0. 3，稀土硅鎂合金O. 7 1.5，其余為鐵。
上述一種耐高溫高強度合金鋼的化學(xué)成分及作用如下
碳低碳能使材料的熱性能、韌性得到提高，當(dāng)碳的質(zhì)量%小于0.06時，鋼
材的強度較低，當(dāng)碳的質(zhì)量%大于0.1時，鋼的脆性增加，韌性降低。鎳鎳使材料淬透性、韌性和熱性能得到提高，可在材料中形成硬質(zhì)化合物以增加強度。當(dāng)鎳的質(zhì)量%小于0.8時，硬度，韌性和強度增加不明顯，鎳的質(zhì)量%大于0.1時，硬度和強度提高，但淬透性及韌性降低，脆性增加。
釩可細(xì)化材料組織，在材料中形成硬質(zhì)化合物增加強度，當(dāng)釩的質(zhì)量%小于0.8時，鋼材組織的細(xì)化效果差，釩的質(zhì)量%大于1.2時，淬透性及韌性降低。
鉬鉬可使材料淬透性、熱性能得到提高，鉬的質(zhì)量%小于1.6時，鋼材組
織的高溫性能不理想，鉬的質(zhì)量%大于2.6時，脆性增加。
硅硅可使材料淬透性得到提高。硅的質(zhì)量％小于0.8時，鋼材組織的強度、硬度、彈性和熱性能提高不明顯，硅的質(zhì)量%大于1.6時，鋼材的淬透性不理想。
錳錳可使材料淬透性和耐磨性能得到提高，錳的質(zhì)量%小于1.5時，鋼材
組織的抗沖擊、抗磨損性能提高不明顯，淬透性不理想，錳的質(zhì)量%大于2.8時，
鋼材易出現(xiàn)加工硬化現(xiàn)象，加工難度增加，塑性降低。
鉻鉻具有極好的抗氧化性和耐蝕性，可使材料淬透性、熱性能得到提高，
能在材料中形成硬質(zhì)化合物增加強度，為了適應(yīng)不同的使用環(huán)境，常加入其他元素如鉬、釩、鎢等。鉻鉬合金鋼的淬火性好，可進行深度淬火，對回火脆
性傾向少，高溫加工性好，加工后美觀，焊接性好，鉻的質(zhì)量％小于2.3時，鋼材組織的淬透性和熱性能不理想，鉻的質(zhì)量%大于6.0時，鋼材的回火脆性傾向增加，沖擊的吸收性能降低，易出現(xiàn)加工硬化現(xiàn)象，加工難度增加，塑性降低。
鎢鎢可使材料熱性能得到提高，可能在材料中形成硬質(zhì)化合物增加強度，
具有耐高溫、不易磨損的特性，鎢的質(zhì)量％小于0. 1時，鋼材組織的熱性能和硬度不理想，鎢的質(zhì)量%大于0.3時，鋼材的脆性增加，抗沖擊性能降低，韌性和
塑性降低。
稀土硅鎂合金可純潔材料中的有害元素，細(xì)化組織，具有凈化鋼水和中和
有害干擾元素的作用，它加入鐵水后能起到球化、脫硫、去氣等作用，可以控制
鋼中硫夾雜物的含量和形狀；并能提高鋼水純潔度，還能與砷、鋅、鉛等低熔點雜質(zhì)起作用生成熔點較低不溶于鐵的化合物，消除這些雜質(zhì)能起到防止干擾元素破壞球化的作用。稀土硅鎂合金的質(zhì)量%小于0. 7時，易在鋼材組織中產(chǎn)生硫與錳結(jié)合形成的夾雜物，影響鋼材的質(zhì)量，稀土硅鎂合金的質(zhì)量%大于1. 5時，鋼材的淬透性降低。所述的稀土硅鎂合金應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T4138-93。本發(fā)明進而提出了一種耐高溫高強度合金鋼的熱處理工藝，它采取三個階
段
第一階段是加熱到95(TC，且保溫4小時后在油類液體中進行淬火處理；第二階段是進行80(TC的回火處理，且保溫6小時后進行冷卻，該兩個階段
可調(diào)整材料成份均勻、細(xì)化材料組織、可析出硬質(zhì)化合物增加材料的強度。
第三個階段是再加熱到60(TC，且保溫3小時后讓螺栓自然冷卻，該階段可
使材料的組織穩(wěn)定、可析出硬質(zhì)化合物增加材料的強度、可提高材料的強韌性和
高溫性能。
所述第一階段進行淬火處理時用的油類液體為錠子油。
實施例1:
本發(fā)明一種耐高溫高強度合金鋼的成份及質(zhì)量％為碳0. l，鎳1.1，釩1.7，鉬2. 5，硅1. 1，錳2. 6，鉻5. 0，鴿0. 3，符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T4138-93的稀土硅鎂合金1.5，其余為鐵。
上述一種耐高溫高強度合金鋼所采取的熱處理工藝為以下三個階段第一階段是先加熱到950°C，且保溫4個小時后在錠子油中進行淬火處理；第二階段是進行80(TC的回火處理，且保溫6個小時后用冷水進行冷卻，冷卻時間為IO分鐘；
第三階段是再加熱到600°C，且保溫3個小時后再自然冷卻。實施例2:
本發(fā)明一種耐高溫高強度合金鋼的成份及質(zhì)量％為碳0.06，鎳0.8，釩0.9，鉬1.6，硅0.8，錳1.6,鉻2.2，鎢O. 1，符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T4138-93稀土硅鎂合金0.7，其余為鐵。
上述一種耐高溫高強度合金鋼所采取的熱處理工藝為以下三個階段第一階段是先加熱到950°C，且保溫4個小時后在錠子油中進行淬火處理；第二階段是進行80(TC的回火處理，且保溫6個小時后用冷水進行冷卻，冷卻時間為10分鐘；
第三階段是再加熱到60(TC，且保溫3個小時后再自然冷卻。實施例3:
本發(fā)明一種耐高溫高強度合金鋼的成份及質(zhì)量％為碳0.08，鎳1.0，釩
61.4，鉬2.2，硅l.O，錳2. 1，鉻4.8，鉤0.2，符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T4138-93稀
土硅鎂合金l.l，其余為鐵。
上述一種耐高溫高強度合金鋼所采取的熱處理工藝為以下三個階段第一階段是先加熱到950°C，且保溫4個小時后在錠子油中進行淬火處理；第二階段是進行800'C的回火處理，且保溫6個小時后用冷水進行冷卻，冷
卻時間為IO分鐘；
第三階段是再加熱到60(TC，且保溫3個小時后再自然冷卻。采用上述實施例的耐高溫高強度合金鋼制成真空爐夾緊螺栓，該夾緊螺栓在
600。C一90(TC高溫環(huán)境下使用，其抗拉強度Ob大于等于670-750MPa;屈服強
度o s大于等于540-670MPa ( o f。大于等于450 MPa);延伸率S大于8%，使用次數(shù)可以達到100爐，比現(xiàn)有普通螺栓的使用壽命提高8倍以上。
權(quán)利要求
1.一種耐高溫高強度合金鋼，其特征在于該耐高溫高強度合金鋼的成分及質(zhì)量％為碳0.06～0.1，鎳0.8～1.2，釩0.9～1.8，鉬1.6～2.6，硅0.8～1.2，錳1.5～2.8，鉻2.3～6.0，鎢0.1～0.3，稀土硅鎂合金0.7～1.5，其余為鐵。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一耐高溫高強度合金鋼，其特征在于該耐高溫高強度合金鋼的成分及質(zhì)量％為碳0.08，鎳1.0，釩1.4，鉬2.2，硅l.O，錳2. 1，鉻4. 8，鎢0.2，稀土硅鎂合金l.l，其余為鐵。
3. 權(quán)利要求l所述一種耐高溫高強度合金鋼的熱處理工藝，其特征在于所述熱處理工藝包括以下三個連續(xù)階段-第一階段是加熱到950°C，且保溫4個小時后在油類液體中進行淬火處理；第二階段是進行800'C的回火處理，且保溫6個小時后用冷水進行冷卻，冷卻時間為IO分鐘；第三階段是再加熱到60(TC，且保溫3個小時后再自然冷卻。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱處理工藝，其特征在于所述第一階段進行淬火處理時用的油類液體為錠子油。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種耐高溫高強度合金鋼及其熱處理工藝。所述耐高溫高強度合金鋼的成分及質(zhì)量％為碳0.06～0.1，鎳0.8-1.2，釩0.9-1.8，鉬1.6-2.6，硅0.8-1.2，錳1.5-2.8，鉻2.3-6.0，鎢0.1-0.3，稀土硅鎂合金0.7～1.5，其余為鐵；該種耐高溫高強度合金鋼的熱處理工藝包括三個階段，第一階段是加熱到950℃，且保溫后進行淬火處理；第二階段是進行800℃的回火處理，且保溫后進行冷卻；第三階段是再加熱到600℃，且保溫后自然冷卻。該鋼耐高溫性能好、強度高，且具有較好的塑性和韌性。
文檔編號C21D1/18GK101597720SQ20091006289
公開日2009年12月9日 申請日期2009年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月29日
發(fā)明者周子欽 申請人:周子欽