[發(fā)明專利]一種抗高溫氧化的鐵素體耐熱不銹鋼及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410499128.7
• 申請日: 2014-09-25
• 公開（公告）號: CN105506489B
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張志霞;畢洪運;李鑫;劉春粟;常鍔
• 申請（專利權(quán)）人: 寶鋼不銹鋼有限公司
• 主分類號: C22C38/28
• 分類號: C22C38/28;C22C33/04
• 代理公司: 上海開祺知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31114
• 代理人: 竺明

一種抗高溫氧化的鐵素體耐熱不銹鋼及其制造方法，其化學(xué)成分重量百分比為：C≤0.02％，Si≤0.5％，Mn≤0.5％，Cr：17～20％，N<0.02％，P<0.02％，S<0.02％，Ti：0.1～0.2％，Nb：0.3～0.6％，W：0.3～0.8％，Re：0.05～0.13％，0.9％≤Nb+W?Re+Ti≤1.3％，4.5％≤(Nb+W+Ti)/10(C+N)≤7.5％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明鐵素體耐熱不銹鋼不含Al和Co，降低了澆鑄工藝難度，使用溫度最高可達(dá)1050℃，且在1050℃高溫下，具有優(yōu)于022Cr18NbTi鐵素體不銹鋼、甚至優(yōu)于Cr20Ni12Si2奧氏體耐熱不銹鋼的高溫力學(xué)性能(屈服強度和抗拉強度)以及高溫抗氧化性能，但價格卻僅為Cr20Ni12Si2奧氏體耐熱不銹鋼的一半左右。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鐵素體不銹鋼及其制造方法，特別涉及一種抗高溫氧化的鐵素體耐熱不銹鋼及其制造方法，使用溫度可達(dá)1050℃，用于制作高溫用零部件，如汽車排氣系統(tǒng)高溫端部件。

背景技術(shù)

耐熱不銹鋼用于高溫服役環(huán)境，如火力發(fā)電、原子能、宇航、航空、石油化工和汽車等領(lǐng)域。耐熱鋼可分為奧氏體耐熱鋼、鐵素體耐熱鋼和雙相耐熱鋼。其中，奧氏體耐熱鋼抗高溫氧化性好，高溫強度高，韌性好，但成本較高；鐵素體耐熱鋼成本低廉、熱膨脹系數(shù)小，越來越受到用戶的青睞。

在汽車領(lǐng)域，對汽車尾氣的排放標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格，導(dǎo)致發(fā)動機溫度不斷提高，未來材料的最高使用溫度可能提高到1050℃，在1050℃時的高溫抗拉強度要求達(dá)到20MPa。

為達(dá)到此要求，目前使用比較多的是022Cr18NbTi鐵素體不銹鋼，其耐熱鋼的高溫強度和抗高溫氧化性較低，一般使用溫度900～950℃，其高溫抗拉強度和抗氧化性性能無法滿足用戶的要求。

在國外Cr20Ni12Si2奧氏體耐熱不銹鋼已經(jīng)應(yīng)用于排氣系統(tǒng)高溫端零部件，但國內(nèi)外鐵素體耐熱鋼的應(yīng)用還比較少，目前正處于研究開發(fā)階段。

國內(nèi)鐵素體耐熱不銹鋼如下所示：

中國專利CN03111577.2公布了一種高硅、高鋁鐵素體不銹鋼及其在制備耐熱鋼管中的應(yīng)用，特征是通過Si和Al合金元素來提高鋼的抗高溫氧化性能、耐熱性和強度。

中國專利CN200480025436.0公布了一種抗氧化的鐵素體不銹鋼，含鋁、至少一種稀土金屬和16～30％的鉻。

中國專利CN200810159994.6公布了一種自生碳化物粒子強化鐵素體耐熱鋼，利用碳化物粒子增加耐熱性能及高溫強度。

中國專利CN01805648.2涉及一種高鉻鐵素體耐熱鋼，含鉻量小于10％，其使用溫度在650℃。

中國專利CN200810036417.8涉及一種鐵素體耐熱鋼，含鉻量小于13％，使用溫度在600℃左右，主要用于發(fā)電用的鍋爐和汽輪機等設(shè)備。

中國專利CN103667976A公布了一種鐵素體系耐熱鋼，包含Co：3.50～4.50％，B：0.02～0.04％，Zr：0.30～0.50％。

綜上，現(xiàn)有的耐熱鋼存在以下兩個特點：

1)對于Cr含量低的耐熱鋼，抗氧化性能弱，一般使用溫度不超過650℃；

2)對于Cr含量高的耐熱鋼，含有一定量的Al或者Co，Al在澆鑄過程中要求較高的冶金工藝技術(shù)且容易形成沉淀堵塞水口，添加Co會顯著增加成本。

發(fā)明內(nèi)容