[發明專利]一種耐熱疲勞鋼的冶煉方法

無效

• 申請號: 200710025287.3
• 申請日: 2007-07-20
• 公開（公告）號: CN101113483A
• 公開（公告）日: 2008-01-30
• 發明（設計）人: 朱圣才;司乃潮;吳強;馮愛新;張永康;楊繼昌;李伯全;張西良;任旭東
• 申請（專利權）人: 江蘇宏大特種鋼機械廠;江蘇大學
• 主分類號: C21C7/04
• 分類號: C21C7/04;C21C7/068;C21C7/06
• 代理公司: 南京知識律師事務所
• 代理人: 汪旭東

技術領域

本發明屬于煉鋼工藝技術領域，特別涉及一種耐熱疲勞鋼冶煉方法。

背景技術

許多機構或部件在實際工作中需要不斷經歷從室溫到高達1000℃以上的冷熱交變載荷，對材料的耐熱疲勞性能要求極高，這類部件通常采用耐熱鋼制造，但普通金屬材料及普通耐熱鋼材在冷熱交變環境中極易產生裂紋，導致零件失效。提高材料的耐熱疲勞性能對于延長零部件使用壽命和提高設備整機運行穩定性有重要意義。目前業內對于耐熱鋼的冶煉普遍采用硅鈣脫氧工藝和加入強堿性物質進行脫硫、脫磷處理工藝，該工藝在高溫性能、抗氧化能力，尤其是耐熱疲勞性能方面，無法滿足受冷熱交變載荷作用的設備材料性能的要求。目前關于耐熱鋼的文獻和專利較多，但未見關于耐熱疲勞鋼冶煉工藝的專利和文獻。

發明內容

針對現有工藝的弊端，本發明在現有耐熱鋼冶煉工藝基礎上進行了工藝創新和改進，提供了一種性能穩定，耐熱疲勞性能優良的鋼冶煉工藝，利用該工藝冶煉的鋼雜質含量低，耐熱疲勞性能大幅提高，制成的零部件使用壽命長。

一種耐熱疲勞鋼冶煉方法，其特征在于：

(1)備料配料

將廢鋼、生鐵及中間合金按照鋼成分要求進行熔煉。

(2)冶煉

①爐料熔化后，進行氧化脫炭。氧化脫碳速度控制為0.009-0.012％C/min，鋼液原始含氧量可控制在100ppm以內。

②進行常規爐前檢驗。

③根據爐前檢驗結果，適量添加合金元素，調整鋼液成分至目標成分范圍。

(3)精煉變質

①脫氧

應用特種脫氧劑對鋼液進行無擴散沉淀脫氧。特種脫氧劑成分以重量百分比計算：硅鋁鋇鈰鐵合金，其中，Si為29～32％，Al為29.5～33％，Ba為14～18％；Ce為12～14％，余為Fe；添加量以重量百分比計為1.1～3％。

②調控靜沸騰操作。將靜沸騰時間控制為8～12min，使鋼液原始含氧量控制在100ppm以內，以可消除網狀II型硫化物，得到球形、方形的I、III型硫化物。

(4)出鋼

①靜置3～5min。

②進行常規檢驗。

③出鋼，澆注。

④進行常規后續處理。

本發明重點控制了冶煉過程中的氧化脫碳速度、靜沸騰時間等重要工藝參數，采用特種脫氧劑進行無擴散沉淀脫氧，有效控制了鋼中C、O元素的含量，得到的硫化物形態是以球形、方形的I、III型硫化物為主，提高了鋼的沖擊韌性和耐熱疲勞性能，最終得到了耐熱疲勞性能優良的耐熱鋼。

附圖說明

圖1冶煉工藝流程圖

具體實施方式

實施例1：

按照上述工藝冶煉1#鋼：

(1)備料配料

將原材料廢鋼5kg、生鐵12kg、錳鐵1kg、硅硼釩鈮合金2kg加入20kg中頻電爐。

(2)冶煉

①爐料熔化后，進行氧化脫炭。氧化脫碳速度控制為0.01％C/min。

②進行爐前檢驗。成分為：C為0.29％，Cr為26％，Mn為2.1％，Ni為3.1％，Si為0.08％，N為0.13％，B為0.12％，Nb為0.22％，V為0.3％，Y為0.01％。

(3)精煉變質

①進行常規硅鈣脫氧。

②應用特種脫氧劑對鋼液進行無擴散沉淀脫氧。特種脫氧劑成分(重量百分比)為：硅鋁鋇鈰鐵合金，其中，Si為31％，Al為31％，Ba為16％，Ce為12％，余量為Fe；添加量為2％。

③調控靜沸騰操作。將靜沸騰時間控制為10min。

(4)出鋼

①靜置5min。

②進行鋼液成分、含氧量等常規檢驗。

③出鋼，澆注。

④進行打箱、高溫固溶、清理打磨、機械加工等常規后續處理。

冶煉參數及出鋼后測得的最終鋼液含氧量、沖擊功和20℃～800℃耐熱疲勞性能數據見表1。

實施例2：

按照上述工藝冶煉2#鋼：

(1)備料配料

將原材料廢鋼5kg、生鐵12kg、錳鐵1kg、硅硼釩鈮合金2kg加入20kg中頻電爐。

(2)冶煉

①爐料熔化后，進行氧化脫炭。氧化脫碳速度控制為0.011％C/min。