[發(fā)明專利]低合金多元素高強(qiáng)耐熱鋼及其制造方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310282347.5
• 申請(qǐng)日: 2013-06-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104250710A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖云興
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 肖云興
• 主分類號(hào): C22C38/44
• 分類號(hào): C22C38/44;C21D6/00;C21D1/18;C21D1/58
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• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種低合金多元素高強(qiáng)耐熱鋼，它高強(qiáng)耐熱耐沖擊，尤其適合制作高速柴油機(jī)缸頭，壽命長(zhǎng)成本低。

背景技術(shù)

目前低速柴油機(jī)使用維修保養(yǎng)周期為300小時(shí)，停機(jī)維修既廢時(shí)又影響生產(chǎn)，而高速多缸柴油機(jī)牽引的內(nèi)燃機(jī)車檢修周期，必須確保運(yùn)行96萬(wàn)公里以上，柴油機(jī)缸頭在600度高溫、17Mp高壓下，缸頭的檢修周期，必須高于高速柴油機(jī)牽引的內(nèi)燃機(jī)車檢修周期，否則造成停車事故，影響全局。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服因柴油機(jī)缸頭材質(zhì)引發(fā)的停車，延長(zhǎng)它的檢修周期，本發(fā)明低合金多元素高強(qiáng)耐熱鋼是一種由C、S、Si、Mn、P、Cr、Mo、Ni、Cu、Al和微量V、Mg、Ce、La元素組成的，它在600度高溫下17MP高壓下金屬性能穩(wěn)定，用它鑄造生產(chǎn)的的高速柴油機(jī)缸頭，高強(qiáng)耐熱耐沖擊，確保內(nèi)燃機(jī)車行駛96萬(wàn)公里以上，完全替代進(jìn)口。

實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)的方案是；采用在普通鑄鋼中加入Si、Mn、Cr、Mo、Ni、Cu、Al及稀土元素的方法，通過(guò)冶煉，使低合金多元素高強(qiáng)耐熱鋼化學(xué)成分為C0.25～036％、S≤0.015％、Si0.2～0.4％、Mn1～1.5％、P≤0.02％、Cr0.1～0.2％、Mo0.2～0.5％、Ni0.8～1.25％、Cu0.03～0.05％、Al0.02～0.05％，和微量V、Mg、Ce、La、Co元素，在600度、17Mp高壓時(shí)金屬性能穩(wěn)定，達(dá)到高強(qiáng)耐熱耐沖擊。

采用上述方案后，首先配料(A3廢鋼+合金塊)，起爐——加A3廢鋼——熔化——爐內(nèi)鋼水到80％——鉻鐵——鉬——鎳——稀土材料——錳鐵——鋁——銅——硅——爐內(nèi)鋼水到100％——測(cè)定鋼水溫度(1560～1580度)——取樣成份分析——鑄型加熱——澆鑄——冷卻——出箱清砂——金相分析——裝爐——升溫(250度)——恒溫(2小時(shí))——升溫(650度)——恒溫(2小時(shí))——升溫(960度)——恒溫(2小時(shí))——出爐——油槽淬火(降溫到100度)——裝爐回火(250至350度)——恒溫(6至8小時(shí))——隨爐冷卻(空冷)(每小時(shí)下降100度)(3小時(shí))——金相分析——打磨——噴砂——檢驗(yàn)合格入庫(kù)。

本發(fā)明設(shè)計(jì)依據(jù)是：

C：C是鋼中組元之一，本發(fā)明低合金多元素高強(qiáng)耐熱鋼中C量的控制一方面是為了保證合金得到好的強(qiáng)度、硬度、韌性、耐蝕性的配合。還要保證良好的焊接性能和機(jī)械切削性能。

Cr：鉻是提高鋼的淬透性，使鋼強(qiáng)化的重要元素，同時(shí)也是提高鋼的耐蝕性的重要元素，但含量偏高對(duì)韌性不利，含鉻量要兼顧鉻與碳的合理匹配。

Mn、Si有固溶強(qiáng)化、提高淬透性、但Mn易使晶粒粗化，量不宜超過(guò)0.8～1.2％。

Ni：可提高鋼的耐蝕性、韌性、淬透性，在多元素合金的條件下，Ni與Cr、Mo等元素共同作用，耐蝕性提高明顯，控制成本，加入量Ni0.8～1.25％。

Mo：可提高鋼的淬透性，有利于消除回火脆性，以及提高鋼的抗晶間腐蝕能力，控制成本，加入量Mo0.2～0.5％。

Cu：銅能提高強(qiáng)度和韌性，加入量為0.03～0.05％。

Al：少量加入細(xì)化晶粒，提高沖擊韌性，與鉻硅合用可提高耐高溫腐蝕能力，加入量為0.02～0.05％，

加入少量稀土可以凈化、細(xì)化組織、提高耐蝕性，但加入量不宜太高，

P、S分別會(huì)引起熱脆和冷脆，其量≤0.04％。

本發(fā)明低合金多元素高強(qiáng)耐熱鋼，用它制作的高速柴油機(jī)缸頭金屬性能穩(wěn)定、便于焊接、機(jī)加工，缸頭磁粉探傷合格率100％，抗拉強(qiáng)度提高到1130牛頓/平方毫米，屈服強(qiáng)度提高到850牛頓/平方毫米，硬度提高到25～28HRC，確保機(jī)車檢修周期行駛96萬(wàn)公里以上。

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

本發(fā)明低合金多元素高強(qiáng)耐熱鋼采用在普通鑄鋼中加入Si、Mn、Cr、Mo、Ni、Cu、Al及稀土元素的方法，通過(guò)冶煉，使低合金多元素高強(qiáng)耐熱鋼的化學(xué)成分為C0.25～036％、S≤0.015％、Si0.2～0.4％、Mn1～1.5％、P≤0.02％、Cr0.1～0.2％、Mo0.2～0.5％、Ni0.8～1.25％、Cu0.03～0.05％、Al0.02～0.05％，和微量V、Mg、Ce、La、Co元素，在600度、17Mp高壓時(shí)金屬性能穩(wěn)定，達(dá)到耐熱耐磨耐沖擊。