[發(fā)明專利]一種提高鋼材耐磨耐熱性的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711239019.1
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN107893192B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 聶鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 馬鞍山市恒特重工科技有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/58;C21D6/00;C21D1/26
• 代理公司: 合肥廣源知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 34129
• 代理人: 付濤

本發(fā)明涉及機械鋼材加工技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種提高鋼材耐磨耐熱性的方法，主要通過多元合金化方法，以錳、氮等代鎳，降低鎳含量，同時添加稀土元素，利用這些合金元素與碳和氮的親和力都比較強，在合金熔煉過程中形成高度彌散分布的硬度極高的碳化物和氮化物微粒，微粒穩(wěn)定性很高，即使在1300℃也不會完全溶解，進一步采用表面處理技術(shù)，提高鋼的抗氧化性能，將耐熱鋼的最高耐熱溫度從原來的900?1000℃提高到1200?1300℃，從而大大拓展了耐熱鋼的應(yīng)用領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機械鋼材技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種提高鋼材耐磨耐熱性的方法。

背景技術(shù)

抗磨耐熱鋼廣泛應(yīng)用于電力、冶金、礦山、建材、水泥機械等工業(yè)部門，如火力發(fā)電廠的鍋爐噴燃器噴嘴、氧化鋁焙燒的中心筒、水泥工業(yè)的熱工設(shè)備，高溫抗氧化性是保證工件在高溫下持久工作的重要條件。鋼件在高溫空氣等氧化環(huán)境中，氧與鋼表面發(fā)生化學反應(yīng)生成多種鐵的氧化物層，該氧化物層很疏松，失去了鋼的原有特性，極易脫落。為了提高鋼的高溫抗氧化性，向鋼中加入合金元素，從而改變氧化物的結(jié)構(gòu)。常用的合金元素有鉻、硅、鋁等。它們與氧反應(yīng)，在鋼的表面上生成致密的、穩(wěn)定的氧化物層，或者說鈍化層、或者等，以保護鋼不再繼續(xù)氧化。鉻、硅、鋁加入量多， 鋼的高溫抗氧化好，但是若硅、鋁加入量太多，鋼的力學性能和工藝性變差。所以，耐熱鋼以鉻為主要合金元素，以硅、鋁為輔助元素。因此，鋼的高溫抗氧化性主要與化學成分有關(guān)。

耐熱鋼零部件在高溫氧化性氣氛及磨料磨損的工況下與氧化性氣體等接觸時，會發(fā)生氧化反應(yīng)，對工業(yè)生產(chǎn)和零部件的使用壽命都會產(chǎn)生不利的影響，又要在高溫下承受紅熱物料輸送的運動磨損，工況條件十分惡劣。所以不僅要求材質(zhì)具有高的高溫強度和一定的耐磨性，還要有良好的抗氧化性，才能滿足其使用性能的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的問題，提供了一種提高鋼材耐磨耐熱性的方法，在高溫下具有抗氧化、抗變形、塑性好不易斷裂的性能。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種提高鋼材耐磨耐熱性的方法，包括以下步驟：

（1）將鋼材制備中元素成分進行調(diào)整，按照質(zhì)量百分比計為：將碳含量控制在0.24-0.26%范圍、硅含量含量控制在0.8-1.0%范圍、鉻含量控制在5.5-6.5%范圍、錳含量控制在9.5-9.8%范圍、鎳含量控制在1.3-1.6%范圍、氮含量控制在0.26-0.28%范圍、稀土含量控制在0.20-0.22%范圍；

（2）熔煉過程的加料順序為：先加生鐵，鎳在鉻前面加入，最后加入稀土成分，各金屬成分要無油無銹，并且各成分在加入前要烘干，鋼水出爐溫度控制在1650-1680℃范圍之間；

（3）在澆鑄前將鑄型型砂預(yù)熱至400-450℃，澆鑄后退火溫度為480-500℃，退火時間為2-3小時，制備得到鑄鋼放入均勻化爐內(nèi)升溫，以40-50℃/小時的速度升溫，進行均勻化處理12-15小時，水淬后打磨拋光。

作為對上述方案的進一步描述，鑄型型砂的制備方法為：將天然石英砂、膨潤土按照100-110：4-5的重量比混合，干混1-2分鐘后，加質(zhì)量分數(shù)為13-15%水玻璃濕混2-3分鐘，鑄型造好后，吹二氧化碳硬化，吹氣壓力為0.18-0.20MPa，吹氣時間為70-80秒，以待澆鑄。

作為對上述方案的進一步描述，所述退火前保溫時長為5-6小時。