[發明專利]一種用于高溫工況下耐氯腐蝕的耐熱鋼及其使用方法

有效

• 申請號: 201410379176.2
• 申請日: 2014-08-01
• 公開（公告）號: CN104164625A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發明（設計）人: 劉旭;李亮;鄧榮娟;李明飛;董蕊;劉萬平;鄭國江;郭修智
• 申請（專利權）人: 中材裝備集團有限公司
• 主分類號: C22C38/58
• 分類號: C22C38/58;C22C38/52;C21D6/00
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101
• 代理人: 李鳳

技術領域

本發明涉及一種耐熱鋼，特別涉及一種在高溫工況下(850～950℃)耐氯腐蝕的耐熱鋼及其使用方法。

背景技術

隨著水泥工業的發展以及國家對環境保護的要求，水泥廠生產使用的原材料越來越多樣化，其中電石渣成為主要原材料之一。由于電石渣中含氯元素成分較高，導致預熱器設備旋風筒的內部氯元素含量在3％左右，遠高于使用常規原料旋風筒內部的氯含量(通常在0.2％左右),導致預熱器設備中旋風筒的內筒掛片零件腐蝕較為嚴重，不能夠滿足正常生產需求。目前，使用在高溫工況(850～950℃)的掛片材料為ZG40Cr25Ni20Si2，在氯腐蝕環境中使用壽命不足6個月，和1年的使用壽命要求相比，相差較大。因此，研發一款在高溫工況下耐氯腐蝕的耐熱鋼勢在必行。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種能夠在850～900℃高溫工況下耐氯腐蝕的耐熱鋼及其使用方法。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種用于高溫工況下耐氯腐蝕的耐熱鋼，按質量百分比，包括以下成分：C：0.1～0.5％，Si：0.5～2.5％，Mn：0.1～2.0％，Cr：20.0～30.0％，Ni：14.0～25.0％，W：1.0～4.0％，Mo：0.5～2.5％，Al：2.0～5.0％，V：0.1～1.0％，Nb：0.05～0.5％，Ti：0.05～0.3％，S+P≤0.03％，其余為Fe和不可避免的雜質。

優選，按質量百分比，包括以下成分：C：0.2～0.4％，Si：1.0～2.0％，Mn：0.3～1.5％，Cr：22.0～28.0％，Ni：16.0～22.0％，W：1.8～3.5％，Mo：0.8～2.0％，Al：3.0～4.5％，V：0.2～0.6％，Nb：0.1～0.4％，Ti：0.1～0.25％，S≤0.01％，P≤0.02％，其余為Fe和不可避免的雜質。

更優選，按質量百分比，包括以下成分：C：0.25～0.35％，Si：1.0～1.5％，Mn：0.5～1.0％，Cr：23.0～26.0％，Ni：18.0～21.0％，W：2.2～3.0％，Mo：1.0～1.5％，Al：3.5～4.3％，V：0.25～0.35％，Nb：0.25～0.35％，Ti：0.12～0.2％，S≤0.01％，P≤0.02％，其余為Fe和不可避免的雜質。

最優選，按質量百分比，包括以下成分：C：0.3％，Si：1.2％，Mn：0.8％，Cr：24.5％，Ni：19.5％，W：2.8％，Mo：1.2％，Al：4.2％，V：0.3％，Nb：0.3％，Ti：0.15％，S≤0.01％，P≤0.02％，其余為Fe和不可避免的雜質。

所述高溫工況是指850～950℃的工況。

上述的用于高溫工況下的耐氯腐蝕的耐熱鋼的使用方法，在制作工件的過程中，在毛坯件時進行退火熱處理：退火溫度820～850℃，每10mm厚保溫1小時，油冷；工件在粗加工之后，精加工之前，進行固溶+低溫回火熱處理：固溶溫度1030～1100℃，每15mm厚保溫1小時，水冷，回火溫度200～220℃，每10mm厚保溫1.5～2小時，空冷。

本發明的有益效果是：化學成分設計合理，采用Cr+Si+Mo+Al多元素綜合作用，在850～950℃高溫工況下形成致密的Cr₂O₃和Al₂O₃雙層氧化膜，同時Mo和Si元素能夠有效地阻止氯離子向金屬基體中擴散，以達到抗高溫氯腐蝕目的。同時，通過添加一定量的W和V元素，起到強化作用，提高材料的高溫力學性能，通過添加微量的Nb和Ti元素，防止晶間腐蝕，達到延長使用壽命目的。

附圖說明

圖1是本發明鋼在950℃的高溫抗氧化性能(氧化增重)；

圖2是本發明鋼在950℃的高溫抗熔鹽腐蝕性能(腐蝕增重)；

圖3是本發明鋼在950℃的高溫抗熔鹽腐蝕性能(腐蝕減重)。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細說明：

為實現本發明提供具有高溫抗氧化性能和高溫抗氯腐蝕性能的耐熱鋼，本發明的成分控制如下：

成分設計理由或原理：

碳：在耐熱鋼中是一種強烈形成并穩定奧氏體且擴大奧氏體區的元素，它是一種間隙元素，通過和強化元素的結合保證材料的高溫力學性能，但碳含量不宜過高，會對晶間腐蝕不力，故對碳含量控制在0.1～0.5％。優選地，碳含量為0.2～0.4％，更優選為0.25～0.35％。