[其他]一種1200℃爐用奧氏體耐熱鑄鋼

無效

• 申請號: 86100591
• 申請日: 1986-06-06
• 公開（公告）號: CN86100591A
• 公開（公告）日: 1987-12-16
• 發明（設計）人: 黃世民
• 申請（專利權）人: 上海鐵道學院
• 主分類號: C22C38/40
• 分類號: C22C38/40
• 代理公司: 上海高校專利事務所
• 代理人: 王雪英

本發明屬于鉻-鎳系奧氏體耐熱鑄鋼。

隨著機械工業的發展，不僅熱處理爐種類日益增多，而且對爐用金屬構件提出更高的使用溫度（1800℃）要求。目前國內研制成的其他耐熱鋼種，其最高持續使用的實際溫度為1100℃左右，如ZG₃Cr₂₄Ni₇N，為此，目前國內1200℃箱式電阻爐的爐底板大多用碳化硅磚并合而成。它雖耐高溫，但屬于脆性材料，易脆裂。據天津電爐廠、上海電爐廠介紹，其使用壽命較短，約4個月左右。并且由于其碎裂后，形成縫隙，使工件的氧化皮掉入爐底的型槽內，造成電熱元件短路，影響生產。

國外HK-40（26Cr-20Ni）耐熱鑄鋼最高使用溫度為1150℃（出自“Metals handbook”8th Vol：1）;1150°～1200℃（出自“合金鋼鋼種手冊”第四冊耐熱鋼）。HI（28Cr-16Ni）耐熱鑄鋼最高使用溫度為1150℃，瞬時可達1180℃（出自“Metals handbook”8th Vol：1）。它們雖均具有一定優點，但含鎳量均較高，并且實際上屬于持續使用溫度為1150℃鋼種。另有鋁-硅系的4X₂₃ЮТЛЦ耐熱鑄鋼（出自“Литейное проиэводствб”1970年№：4），它雖用于1200℃，但沖擊值很低（a_k＝0.3～0.4公斤-米/厘米²），不適合于受負載的爐用構件。

查閱了英國德溫特出版公司出版的《世界專利索引》PI 1970年-1980年的專利。又檢索了英國德溫特出版公司出版的《世界專利索引》PI1964年-1980年上半年和PIL1980年下半年-1983年底的專利。從國外專利的奧氏體耐熱鋼中，可用于1000℃-1300℃范圍的如：專利號（PAT）J53-7524和專利號（PAT）J54-58614，（其成份見表1），它們的成份中，均按研制高溫耐熱合金的傳統辦法：高鉻量配以高鎳量，或配以高鈷量，同時輔以一定量的硅（＜2.00%）和具有一定量的錳（＜2.00%）。它們雖具有良好的熱沖擊性能，但成本昂貴，熔煉工藝較復雜，并從它們所含合金元素的平均百分數總和可知，均＞50%（專利號J54-58614為53%，專利號J53-7524為70%），不屬于鐵基合金。

本發明的目的是發明一種有效的持續用于1200℃的、成份組成較簡單的、并在成份中節約用鎳量后仍能具有較好沖擊韌性的、適合于熱處理爐爐底板類構件的奧氏體耐熱鑄鋼。達到具有較理想的綜合經濟效益。

本鑄鋼和比較鑄鋼的成份、使用溫度、應用條件，如表1所示。本鑄鋼的主要性能如表2所示。從表1和表2可知：本發明的特征是在已有的高溫鉻-鎳系奧氏體耐熱鑄鋼中，從成份的含量關系上作了如下改變：高鉻伴以更低值的錳（前者為獲得Cr₂O₃為主的氧化膜層的連續性，后者保持Cr₂O₃為主的氧化膜層的致密性）和節鎳伴以低硅（后者為保持較好的沖擊韌性），并非傳統的高鉻、高鎳、一定量的硅（＜2.00%）和一定量的錳（＜2.00%）。因而本發明的成份數量關系是：高鉻（29.00-33.00%）、低硅（≤0.85%）、更低值的錳（≤0.45%）、節鎳（9.00-13.00%）。

本發明制作成爐底板構件試用于步進式加熱爐，經在1200℃持續使用約8400小時（一年左右），氧化損失約1%左右，不裂，完整無損。制作成托板構件試用于熱處理爐最高使用溫度為1160℃，試用五年左右才出現裂紋試用證明：是一種有效地持續用于1200℃的、國內外耐熱鑄鋼中成份組成最簡單的、綜合經濟效益最好的爐底板構件耐熱鑄鋼，具有較好的沖擊韌性。

本發明的實施例是：

1.化學成份范圍，如表1中“ZG32Cr₃₁Ni₁₁N”成份所示。

2.在熔煉工藝上，不采用鋁作脫氧劑，而祗采用硅-鈣合金作脫氧劑。

3.機械性能

①室溫機械性能

不同試驗成份，經熔模鑄造后，按規定加工成φ5×25毫米（標距）標準拉伸試樣和斷面為10×10毫米、長度為55毫米的無缺口的標準沖擊試樣。試樣成份及測試結果如表3所示、表3數據表明：

σb≥70公斤/毫米²，α_k值10公斤-米/厘米²以上的亦常見。

②高溫機械性能