[發明專利]一種加熱爐用高溫合金

在審

• 申請號: 201810357212.3
• 申請日: 2018-04-20
• 公開（公告）號: CN110387488A
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發明（設計）人: 劉勇
• 申請（專利權）人: 北京科大京都高新技術有限公司
• 主分類號: C22C19/05
• 分類號: C22C19/05;C21D9/70
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明的目的在于提供一種使用溫度在135～1400℃仍有良好抗氧化性能及較高的力學性能的高溫合金，合金是主要成分為Ni、Cr和W的NiCrW合金。合金中由于加入了14％wt的W，合金的熔點為升高至1450℃～1500℃，使得合金在更高溫度下具有較高使用強度。該合金強化機理是Al和Ti與Ni生成的Ni₃Al和Ni₃Ti金屬間化合物而強化的，使得該合金高溫變形性能和鑄造性能良好，常溫下機加工性能優良。

技術領域

本發明屬于高溫合金材料領域，特別涉及一種熱軋電磁感應爐內墊塊用高溫合金。

背景技術

鋼坯在軋制前必須使用連續式軋鋼加熱爐加熱，使得鋼坯依次進行預熱、加熱、均熱(等溫)三個過程，將鋼坯加熱至特定的工藝溫度，且要求鋼坯的內外溫度趨于一致。連續式軋鋼加熱爐包括有步進式加熱爐和推鋼式加熱爐，連續式軋鋼加熱爐內均設置有水冷梁，在鋼坯的加熱過程中，爐內水冷梁上布置有耐熱墊塊，被加熱的鋼坯直接布置在耐熱墊塊上，耐熱墊塊是連續式軋鋼加熱爐的關鍵部件，其長期處于高溫、高負載以及腐蝕氣氛的惡劣工況下，對耐熱墊塊的材質要求非常嚴格。

目前常用的鎳基合金性能最好的材料是ZG4Cr28Ni48W5Si2，其熔點為1390℃～1430℃，一般用于1100℃～1200℃高溫結構件，其化學成分為(％wt)：C0.4～0.5％，Si≤1.5％，Mn≤2.0％，Cr 26.5～29.5％，Ni 47～50％，W 4～6，S≤0.04，P≤0.03％，其余為Fe。該合金在135～1400℃時最大使用強度低，遠遠不能滿足冶金行業的要求。

基于目前鎳基高溫合金性能不能滿足現代熱軋工藝要求所存在的問題，要求發展一種在更高溫度下具有較高使用強度的鎳基高溫合金。

發明內容

本發明的目的在于提供一種使用溫度在135～1400℃仍有良好抗氧化性能及較高的力學性能的高溫合金，合金是主要成分為Ni、Cr和W的NiCrW合金。合金中由于加入了14％wt的W，合金的熔點為升高至1450℃～1500℃，使得合金在更高溫度下具有較高使用強度。該合金強化機理是Al和Ti與Ni生成的Ni₃Al和Ni₃Ti金屬間化合物而強化的，使得該合金高溫變形性能和鑄造性能良好，常溫下機加工性能優良。

Ni₃Al相為立方棋盤狀γ′相結構，該金屬間化合物解決了NiCrW合金高溫軟化問題。Ni₃Al金屬間化合物具有隨溫度增加其強度增加以及優異的抗氧化性能，利用立方棋盤狀γ′相Ni₃Al金屬間化合物在合金基體中析出，可以使合金獲得較理想的高溫性能。

Ni₃Ti金屬間化合物具有兩種晶體結構：六方晶系DO24型晶體結構與L12型面心立方晶體結構，該金屬間化合物通常被用作鎳基高溫合金的沉淀析出強化相，Ni₃Ti金屬間化合物同樣具有隨溫度增加其強度增加以及優異的抗氧化性能，其在高溫合金中起到提高合金高溫性能的作用。

本發明要求保護一種NiCrW為主要成分的加熱爐用高溫合金，其特征在于，該合金包括如下重量百分比的化學成分：Ni56.3～56.9％，Cr26.8～27.2％，W13.8～14.2％，Al1.3～1.5％，Ti0.9～1.1％，所述高溫合金的強化相由金屬間化合物Ni₃Al和Ni₃Ti組成。

本申請的一個方面，其中所述高溫合金中Ni₃Al的含量為33～39％，Ni₃Ti的含量在5～7％。

本申請的另一方面，其中所述高溫合金Ti與Al的含量比小于0.9。

本申請的又一方面，其中所述高溫合金用于熱軋電磁感應加熱爐內墊。

具體實施方式