[發明專利]一種低成本含鋁耐熱鋼及其制備方法

有效

• 申請號: 201911044354.5
• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN110952032B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 吳開明;羅緯地
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/24;C22C38/26;C22C38/28;C22C38/34;C22C38/38;C22C33/04
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

本發明涉及一種低成本含鋁耐熱鋼及其制備方法。其技術方案是：所述低成本含鋁耐熱鋼的化學成分及其含量是：C為0.4～0.5wt％，Si為1.39～1.62wt％，Mn為1.5～2.1wt％，Cr為23～24.3wt％，Al為3.3～6.6wt％，V為0.11～0.21wt％，Ti0.3wt％，Ta為0.06～0.14wt％，Nb為0.06～0.14wt％，Zr為0.003～0.03wt％，P0.035wt％，S0.005wt％，其余為Fe和不可避免的雜質，且同時滿足0.24(Ta+Nb+Zr)/(V+Ti)2.82。按所述低成本含鋁耐熱鋼的化學成分及其含量配料，采用真空感應爐熔煉，用模鑄工藝澆注鋼坯，將所得鋼坯鍛造或熱軋，即得低成本含鋁耐熱鋼。本發明所制制品不含鎳、鈷、鎢和鉬等高成本元素，不添加冶煉難度高的氮元素，具有成本低和抗氧化性優異的特點。

技術領域

本發明屬于耐熱鋼技術領域。具體涉及一種低成本含鋁耐熱鋼及其制備方法。

背景技術

耐熱鋼是在高溫環境下使用的鋼種，需要有足夠的高溫抗氧化性和高溫強度，廣泛應用于相關工業生產過程中，如以天然氣為熱源的熱處理爐噴嘴、水泥工業中的分解爐和石油化工產業中的裂解管等零部件。由于苛刻的工作條件，耐熱鋼的損耗非常大，所以耐熱鋼成本的降低和性能的改善對提高經濟效益具有重大作用。

現有耐熱鋼的適用溫度大多在1000℃以下，如果用在1000℃以上的工作環境中，則會有高溫抗氧化性不足以及成本過高的缺點。如“奧氏體耐熱鑄鋼、其制備方法及應用”(CN201510952246)專利技術，用該專利技術得到的耐熱鋼雖具備良好的綜合性能，但其含有一定量成本較高的鈷、鉬以及超過10wt％的鎳元素，氮元素的添加也會增加熔煉控制難度，對成本造成壓力；此外，所述耐熱鋼的高溫抗氧化層以Cr₂O₃為主要組成物相，在含有水蒸氣的環境中易生成CrO₂(OH)₂，進而揮發造成氧化膜破裂，從而使設備性能降低和使用壽命縮短。日本住友金屬工業株式會社的“奧氏體系耐熱合金”(CN201080055959)專利技術，采用該技術得到的耐熱鋼不僅鎳含量高達40wt％以上，還含有一定量的鈷、鎢和鉬元素，如此高成本的耐熱鋼若大量使用，會對企業成本與自然資源造成巨大的壓力；且用該專利技術得到的耐熱鋼仍以鉻為主要抗氧化元素，依然存在上述CrO₂(OH)₂揮發的問題，其抗氧化性與實際工業生產中的需求仍存在差距。

發明內容

本發明旨在克服現有技術缺陷，目的在于提供一種生產成本低和抗高溫氧化性好的低成本含鋁耐熱鋼。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：所述低成本含鋁耐熱鋼的化學成分及其含量是：C為0.4～0.5wt％，Si為1.39～1.62wt％，Mn為1.5～2.1wt％，Cr為23～24.3wt％，Al為3.3～6.6wt％，V為0.11～0.21wt％，Ti0.3wt％，Ta為0.06～0.14wt％，Nb為0.06～0.14wt％，Zr為0.003～0.03wt％，P0.035wt％，S0.005wt％，其余為Fe和不可避免的雜質，且同時滿足0.24(Ta+Nb+Zr)/(V+Ti)2.82。

所述低成本含鋁耐熱鋼的制備方法是：按所述低成本含鋁耐熱鋼的化學成分及其含量配料，采用真空感應爐熔煉，用模鑄工藝澆注鋼坯，將所得鋼坯鍛造或熱軋，即得低成本含鋁耐熱鋼。

由于采用上述技術方案，本發明與現有技術相比具有如下積極效果：