[發明專利]一種耐熱合金鋼材料及管材的制備方法

有效

• 申請號: 201810725864.8
• 申請日: 2018-07-04
• 公開（公告）號: CN108796392B
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 李新安;義勤峰;陳陣
• 申請（專利權）人: 超捷緊固系統（上海）股份有限公司
• 主分類號: C22C38/42
• 分類號: C22C38/42;C22C38/44;C22C38/50;C22C38/48;C22C38/58;C22C38/04;C22C38/02;C22C33/04;B21C37/06
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本發明涉及冶金加工領域，公開了一種耐熱合金鋼材料及管材的制備方法，其中耐熱合金鋼的化學成分為：碳C：0.05?0.12%；硅Si：2.0?3.5%；錳Mn：1.0?2.0%；磷P：0?0.035%；硫S：0?0.04%；鉻Cr：21?28%；鉬Mo：1.5?2.5%；鎳Ni：19?23%；銅Cu：0?0.5%；鎢W：2.5?4.0%；氮N：0.1?0.3%，鈦Ti：0.08?0.15%,鈮：10XC?1.1%；余量為鐵，制備而成的高溫合金鋼，由于碳含量較低，具有較好的韌性與鍛造性能，解決了與普通鋼材同等的加工性能，并具備在高溫環境下的抗氧化性，高溫耐磨性等特性，并適合于擠壓成管類等耐高溫合金型材，使之耐高溫材料零部件的加工方式變得簡單普及。

技術領域

本發明涉及冶金加工領域，特別是一種耐熱合金鋼材料及管材的制備方法。

背景技術

鋼的成分中，除鐵、碳外，加入其他的合金元素，就叫合金鋼，屬于在普通碳素鋼基礎上添加適量的一種或多種合金元素而構成的鐵碳合金。根據添加元素的不同，并采取適當的加工工藝，可獲得高強度、高韌性、耐磨、耐腐蝕、耐低溫、耐高溫、無磁性等特殊性能。

一般的合金金屬材料都只能在500～600攝氏度下長期工作。能在高于700攝氏度的高溫下工作的金屬通稱耐熱合金，對于耐高溫的零部件用合金，需要特別注重合金在高溫環境下的耐摩硬度和耐熱變形性能。

通常，為了解決高溫場合的環境的套類零部件，特別是應用汽車發動機或汽車渦輪增壓器的應用，選擇標準公開的高溫合金牌號，其鋼種含碳量高，以及合金元素的影響，加工困難，基本采用鑄造工藝完成零部件所需的毛坯，經過制模，燃結、熔煉等，再進行精密加工，其工藝繁鎖，工藝路線長，生產效率低，能耗高等不足；故開發一種應用普通機械加工耐熱合金鋼材料及管材的制備方法顯得非常重要，并具用較為常用的市場推廣。

發明內容

本發明的目的在于提供一種耐熱合金鋼材料及管材的制備方法，以解決上述問題。

為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本發明公開了一種耐熱合金鋼材料，合金鋼的化學成分為：碳C：0.05-0.12%；硅Si：2.0-3.5%；錳Mn：1.0-2.0%；磷P：0-0.035%；硫S：0-0.04%；鉻Cr：21-28%；鉬Mo：1.5-2.5%；鎳Ni：19-23%；銅Cu：0-0.5%；鎢W：2.5-4.0%；氮N：0.1-0.3%，鈮Nb：10XC-1.1%,鈦Ti：0.08-0.15%；余量為鐵與不可控雜質，各元素質量百分比之和為100%。

本發明還公開了一種耐熱合金鋼管材的制備方法，采用上述的耐熱合金鋼材料，制備方法包括以下步驟：

配料：將低碳鉻鐵、鎳鋼、硅鐵、錳鋼、鉬鋼、氮鐵、生鐵與一定量的鈮粉與鎢粉混合，根據爐前分析，調整各成分的配比；

熔煉：將步驟1所述的低碳鉻鐵、生鐵在熔煉爐內進行真空熔煉，溫度在1400攝氏度時依次將錳鋼、鎳鋼，硅鐵，氮鐵以及一定量鈮粉與鎢粉加入熔煉爐內進行熔煉與電渣精煉，將得到的金屬液體形成熱扎成鍛坯；

鍛打：將鍛坯置入遂道道爐內，溫度升至到1000-1070攝氏度后取出，采用空氣錘進行鍛打，終鍛溫度950攝氏度；

制管：擠壓管將鍛坯粗加工形成圓柱體，然后經過鋸切、預打孔、遂道爐預熱、高頻加熱，穿孔后，進行熱擠壓制，最終形成高溫管材的管坯；經1150攝氏度進行固溶處理后，按精制管的尺寸要求，進行精密管擠壓，校直，表面清洗，外圓磨，形成最終型材。

其中，配料步驟中，低碳鉻鐵、鎳鋼、硅鐵、錳鋼、鉬鋼和氮鐵占比分別為低碳鉻鐵與鎳鋼占配料總重的30-40%，硅鐵占配料總重的3.5-4.5%，錳鋼占配料總重的8%，鉬鋼占配料總重的10-12%，氮鐵占配料總重的5%，根據爐前分析結果，進行調整達到配方比例值。

優選的，鍛打步驟中，鍛坯經過鍛打后，鍛坯厚度縮減至原鍛坯的2/3。