[發明專利]高強度耐熱鋼新材料

無效

• 申請號: 201210036996.2
• 申請日: 2012-02-20
• 公開（公告）號: CN102534428A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 瞿德輝
• 申請（專利權）人: 興化市精密鑄鋼有限公司
• 主分類號: C22C38/58
• 分類號: C22C38/58
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 沈志海

技術領域

本發明涉及一種耐熱鋼材料，尤其涉及一種建材行業中大量應用的高強度耐熱鋼新材料。

背景技術

隨著全球工業快速發展，資源問題已嚴重地擺在我們面前，因此節能降耗是我國工業發展的大方向，利潤最大化是企業所追求的主要方向，生產過程降低環境污染是企業應擔當的社會責任。隨著我國建材行業及水泥行業的迅速發展，及生產過程的配件更換，高強度耐熱鋼產品的市場需求量也隨之大增，如懸浮預熱器內筒掛片、回轉窯窯頭窯尾護板以及篦冷機蓖板等，這些鑄件長期與高溫氣體和腐蝕物料接觸，即使受1200℃環境高溫氧化腐蝕、又受到高溫材料的沖刷磨損，使用條件非常惡劣，因此鋼材產品性能直接決定著水泥熱工等設備運轉的穩定性。

目前，國內的水泥生產線中主要設備預熱器內筒一般采用高鉻鎳耐熱鋼，如現材料（ZG40Cr25Ni20）等。由于上述耐熱鋼產品大都采用高鎳、鉻等貴金屬作為主要原材料的同時還采用大量輔助材料，因此存在鋼材價格成本較高，耐熱耐磨性能較差使設備部件使用壽命短、穩定性差，復雜的輔助材料運用易造成環境污染，最終進一步增加了生產成本等缺點，因此開發適合水泥熱工等設備抗磨耐熱工況條件的高強度耐熱鋼新材料就顯得極為迫切和重要。

發明內容

本發明的目的是提供一種高強度耐熱鋼新材料，解決鋼材在高溫環境下使用壽命不長、抗氧化性能和抗磨性能不好的問題，以及使用輔助材料多易造成鑄件過程中環境污染的問題。

為了實現上述目的，本發明提供一種高強度耐熱鋼新材料，所述高強度耐熱鋼新材料由下列重量百分比的成分組成：?27.0～28.0%Cr、1.50～2.50%Mn、0.20～0.35%N、0.30～0.40%C、8.00～9.00%?Ni、1.30～1.70%Si、≤0.030%S、≤0.040%P、余量為Fe。

由下列重量百分比的成分組成27.3～27.6%Cr、1.6～2.00%Mn、0.25～0.30%N、0.33～0.36%C、8.10～8.60%?Ni、1.40～1.60%Si、≤0.030%S、≤0.040%P、余量為Fe。

適量放大Mn元素含量的作用：以提高耐溫性能，以及在高溫下增強耐腐蝕性能。放大Cr元素含量的作用：以提高耐高溫性能、持久性能和耐腐蝕性能。適量放大N元素含量的作用是：以提高持久性能、抗高溫、耐腐蝕性能。通過上述元素含量的調整，a、在高溫摩擦磨損對比測試結果表明：在600℃高溫，3.3N或5.3N的條件下，本發明的摩擦系數和比磨損率均小于現材料ZG40Cr25Ni20的摩擦系數和比磨損率，且在載荷5.3N的條件下，本發明的比磨損率小于現材料ZG40Cr25Ni20的比磨損率更加明顯，本發明和現材料的比磨損率分別為0.00015mm³N¹m¹和0.0002?mm³N¹m¹。b、在常溫力學性能及金相組織對比觀察表明：現材料ZG40Cr25Ni20的室溫力學性能抗拉強度、屈服強度和延伸率分別為421.7Mp、273.8Mp、8.3%略低于國標GB8492-87，而本發明的指標分別為564.8Mp、360.5Mp、16.2%完全達到國標GB8492-87的標準值，通過光鏡和掃描電鏡照片可以看出本發明材料組織中共晶碳化合物的含量明顯高于現材料組織中共晶碳化合物的含量，因此，本發明的顯微硬度高于現材料的顯微硬度，且本發明的顯微縮孔數量明顯多于分布在現材料中的顯微縮孔。c、在高溫氧化與高溫腐蝕對比測試結果表明：在經過1000℃,100h的高溫氧化后，高溫氧化性能對比本發明和現材料均遵循氧化動力學拋物線規律，其拋物線速度常數分別為本發明kp₁=8.04*10^-3mg²/cm⁴*h（0-50h），kp₂=3.99*10^-3mg²/cm⁴*h（50-100h）；現材料kp₁=9.88*10^-3mg²/cm⁴*h（0-50h），kp₂=4.78*10^-3mg²/cm⁴*h（50-100h），可以看出本發明的氧抗氧化能力強于現材料，表現出較好的高溫抗氧化性；高溫鹽腐蝕性能對比在100h、1000℃和NaCl腐蝕結束時現材料被腐蝕成大約1mm的薄片，本發明的試樣厚度卻明顯厚于現材料，表明耐熱新材料的抗高溫鹽腐蝕能力明顯強于現材料；高溫下持久性對比在900℃、應力80Mp或100Mp的條件下，現材料持久壽命分別為17分鐘、5分鐘，本發明分別為5小時、2小時。