CN102086498A - 一种高Cr高Ni抗氧化耐热钢 - Google Patents
一种高Cr高Ni抗氧化耐热钢 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102086498A CN102086498A CN200910220420XA CN200910220420A CN102086498A CN 102086498 A CN102086498 A CN 102086498A CN 200910220420X A CN200910220420X A CN 200910220420XA CN 200910220420 A CN200910220420 A CN 200910220420A CN 102086498 A CN102086498 A CN 102086498A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- high temperature
- percent
- heat resistant
- resistant steel
- temperature steel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
一种高Cr高Ni抗氧化耐热钢，其特点是合金成分以质量％表示为：碳(C)：0.01～0.5％、铬(Cr)：20～35％、铌(Nb)：0.01～3％、硅(Si)：0.015～3％、锰(Mn)：1.0～5.0％、镍(Ni)：10～20％，余量由铁(Fe)及不可避免的杂质组成。本发明通过适当调整耐热钢的化学成分，在提高其高温强度的同时，明显改善高温抗氧化性能；还采用高纯度冶炼技术，严格控制微量杂质元素S、P，有效预防在耐热钢铸件的制备过程中的二次污染，提高耐热钢铸件制造的合格率，增加生产效率，降低制造成本，在生产高质量耐热钢铸件的前提下，提高产品的市场竞争力。
Description
技术领域
本发明涉及一种耐热钢，特别是涉及一种高Cr高Ni抗氧化耐热钢，属于国际专利分类表中的C22C38/00(2006.01)I技术领域。
背景技术
耐热钢是指具有高于450℃的工作温度，并有一定强度和抗氧化、耐腐蚀能力的钢种，广泛用于制造锅炉、汽轮机、内燃机、高温炉和石油化工等设备的构件。国际上有关耐热钢的研究起步比较早，尤其美国、日本和德国等发达国家早在上世纪50年代开始在石油化工、能源动力、燃气轮机上广泛使用耐热钢，并形成各自的专用标准。近年来，随着全球能源需求量的不断剧增，在能源动力和燃气轮机方面耐热钢的需求潜力巨大，尤其在火力发电方面。
有关耐热钢的研究起步较晚，但耐热钢普通存在的不足为使用寿命短，主要由于合金在约400～850℃保温或缓慢冷却时，在晶界上析出Cr23C6，使其周围基体形成贫Cr区，极易发生严重的晶间腐蚀，并随钢中含C量的增加，晶界腐蚀的倾向越大。最为严重的是该耐热钢焊接及热影响区(550～800℃)晶界腐蚀尤为严重，甚至导致晶粒剥落，钢件脆断，从而缩短合金的使用寿命。
本发明是以上述情况为背景而进行的，其目的在于：通过抑制伴随650℃附近长时间使用的高温蠕变强度的显著降低，提供在长时间可具有优异的高温特性、耐久性等的新型耐热钢。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术存在的上述技术问题，通过高纯度冶炼技术，提供一种高Cr高Ni抗氧化耐热钢，本发明通过适当调整耐热钢的化学成分，在提高其高温强度的同时，明显改善高温抗氧化性能；还采用高纯度冶炼技术，严格控制微量杂质元素S、P，有效预防在耐热钢铸件的制备过程中的二次污染，提高耐热钢铸件制造的合格率，增加生产效率，降低制造成本，在生产高质量耐热钢铸件的前提下，提高产品的市场竞争力。
为了保证合金具有足够的抗氧化、抗变形、抗冷热疲劳性能，尺寸稳定性等要求，生产高质量耐热钢铸件在满足承温能力要求的同时，还要具有很好的紧凑型、低重量、制造成本低、长期使用可靠的特点。为此化学成分设计上，根据大量的实践经验大幅度调整Cr、Ni、Nb和稀土元素含量，极大改善现有耐热钢合金的高温性能和抗氧化性能，从根本上解决国内现有的同类型耐热钢合金寿命短、易变形的不足。
在耐热钢合金成分设计过程中，重点研究了Cr、Ni和Nb对合金组织结构的影响，适当增加合金中Cr、Nb等强碳化物形成元素含量，能显著增加高温-Cr的高温稳定性，进而提高合金的抗氧化性能和热强性。
本发明给出的这种耐热钢合金的成分特点是在奥氏体不锈钢基础上加入Si、Cr、Ni、Nb而形成的，使用温度超过1000℃，显微组织为奥氏体，含有少量的铁素体组织，同时具有优良的抗氧化性能。
由于耐热钢合金长期工作时，会发生合金元素的重新分配现象，即碳化物形成元素Cr、Mo向碳化物内扩散、富集，而造成固溶体合金元素贫化，导致热强性下降。本发明给出的这种耐热钢采用加入强碳物形成元素Nb等从而阻止合金元素扩散聚集的再分队提高钢的热强性。故该钢种使用温度可达1050℃，并具有面心立方晶格结构，原子排列比较紧密。固溶原子的扩散速度缓慢。高温强度较高，具有良好的塑性、韧性、可焊性和冷成型等优点。本发明给出的这种耐热钢采用复杂合金化，加入大量的Ni，Cr等合金元素，通过固溶强化，时效沉淀强化和晶界强化，使其获得足够的高温强度和其它综合性能。
本发明给出的技术方案是：这种高Cr高Ni抗氧化耐热钢，其特点是合金成分以质量％表示为：
碳(C)：0.01～0.5％、铬(Cr)：20～35％、铌(Nb)：0.01～3％、
硅(Si)：0.015～3％、锰(Mn)：1.0～5.0％、镍(Ni)：10～20％，
余量由铁(Fe)及不可避免的杂质组成。
为更好的完成本发明的目的，所述这种高Cr高Ni抗氧化耐热钢的最佳合金成分以质量％表示为：
碳(C)：0.3％、铬(Cr)：20％、铌(Nb)：3％、
硅(Si)：1.0％、锰(Mn)：1.0％、镍(Ni)：10％，
余量由铁(Fe)及不可避免的杂质组成。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：过适当调整耐热钢的化学成分，在提高其高温强度的同时，明显改善高温抗氧化性能；还采用高纯度冶炼技术，严格控制微量杂质元素S、P，有效预防在耐热钢铸件的制备过程中的二次污染，提高耐热钢铸件制造的合格率，增加生产效率，降低制造成本，在生产高质量耐热钢铸件的前提下，提高产品的市场竞争力。
具体实施方式
实施例
本发明获得的最佳方案：以质量％表示，含有碳(C)：0.3％、铬(Cr)：20％、铌(Nb)：3％、硅(Si)：1.0％、锰(Mn)：1.0％、镍(Ni)：10％，余量由铁(Fe)及不可避免的杂质组成。
本发明给出的这种高Cr高Ni抗氧化耐热钢的合金高纯度冶炼工艺为：
在加料后送电10分钟左右时，用电功率达到80KW，继续升温到20分钟时功率达到120KW以上，炉料开始溶化，升温到30分钟后，功率达到150KW时钢水化清，开始扒渣、取样化验，根据化验结果补加合金料，升温到48分钟后，开始测温，温度在1650℃时开始浇注。其中冶炼过程中各金元素烧损率见下表：
合金冶炼过程中各合金元素烧损率
| 元素 | C | Si | Mn | Cr | Ti | Al | |
| 烧损率(％)(碱性炉) | 5～10 | 30～40 | 20～30 | 5～10 | 40～60 | 30～50 | 0 |
本发明给出的这种高Cr高Ni抗氧化耐热钢浇注的铸件具有足够的耐高温强度，抗高温氧化性能，耐腐蚀性能，抗冷、热抗疲劳性能。产品能够承受1050℃以下，长期反复加热使用而不变形。其技术指标为：温度指标/℃～1150，使用寿命/h 24480，变形量/mm/m 0.4。
Claims (2)
1.一种高Cr高Ni抗氧化耐热钢，其特征在于耐热钢的合金成分以质量％表示为：
碳(C)：0.01～0.5％、铬(Cr)：20～35％、铌(Nb)：0.01～3％、
硅(Si)：0.015～3％、锰(Mn)：1.0～5.0％、镍(Ni)：10～20％，
余量由铁(Fe)及不可避免的杂质组成。
2.根据权利要求1所述的高Cr高Ni抗氧化耐热钢，其特征在于所述耐热钢的最佳合金成分以质量％表示为：
碳(C)：0.3％、铬(Cr).：20％、铌(Nb)：3％、
硅(Si)：1.0％、锰(Mn)：1.0％、镍(Ni)：10％，
余量由铁(Fe)及不可避免的杂质组成。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200910220420XA CN102086498A (zh) | 2009-12-04 | 2009-12-04 | 一种高Cr高Ni抗氧化耐热钢 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200910220420XA CN102086498A (zh) | 2009-12-04 | 2009-12-04 | 一种高Cr高Ni抗氧化耐热钢 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102086498A true CN102086498A (zh) | 2011-06-08 |
Family
ID=44098502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN200910220420XA Pending CN102086498A (zh) | 2009-12-04 | 2009-12-04 | 一种高Cr高Ni抗氧化耐热钢 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102086498A (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102268611A (zh) * | 2011-07-07 | 2011-12-07 | 徐振伟 | 一种铁基耐热合金及其制备方法 |
| CN102605275A (zh) * | 2012-03-27 | 2012-07-25 | 上海阿波罗机械股份有限公司 | 一种耐腐蚀镍铬铁合金 |
| CN103834876A (zh) * | 2014-02-28 | 2014-06-04 | 西峡县内燃机进排气管有限责任公司 | 一种奥氏体耐热铸钢排气歧管及其铸造工艺 |
| CN104718304A (zh) * | 2012-10-10 | 2015-06-17 | 日立金属株式会社 | 切削性优异的铁素体系耐热铸钢和由其构成的排气***部件 |
| CN105483492A (zh) * | 2015-12-08 | 2016-04-13 | 江苏华冶科技有限公司 | 一种辐射管用耐高温合金材料及其铸造工艺 |
| CN108699661A (zh) * | 2016-11-25 | 2018-10-23 | 浦项工科大学校产学协力团 | 高温强度优异的奥氏体钢 |
| CN113549820A (zh) * | 2021-06-29 | 2021-10-26 | 鞍钢股份有限公司 | 一种高碳低铁素体含量奥氏体不锈钢板及其生产方法 |
-
2009
- 2009-12-04 CN CN200910220420XA patent/CN102086498A/zh active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102268611A (zh) * | 2011-07-07 | 2011-12-07 | 徐振伟 | 一种铁基耐热合金及其制备方法 |
| CN102268611B (zh) * | 2011-07-07 | 2012-12-19 | 徐振伟 | 一种铁基耐热合金及其制备方法 |
| CN102605275A (zh) * | 2012-03-27 | 2012-07-25 | 上海阿波罗机械股份有限公司 | 一种耐腐蚀镍铬铁合金 |
| CN104718304A (zh) * | 2012-10-10 | 2015-06-17 | 日立金属株式会社 | 切削性优异的铁素体系耐热铸钢和由其构成的排气***部件 |
| US9758851B2 (en) | 2012-10-10 | 2017-09-12 | Hitachi Metals, Ltd. | Heat-resistant, cast ferritic steel having excellent machinability and exhaust member made thereof |
| CN103834876A (zh) * | 2014-02-28 | 2014-06-04 | 西峡县内燃机进排气管有限责任公司 | 一种奥氏体耐热铸钢排气歧管及其铸造工艺 |
| CN105483492A (zh) * | 2015-12-08 | 2016-04-13 | 江苏华冶科技有限公司 | 一种辐射管用耐高温合金材料及其铸造工艺 |
| CN108699661A (zh) * | 2016-11-25 | 2018-10-23 | 浦项工科大学校产学协力团 | 高温强度优异的奥氏体钢 |
| CN113549820A (zh) * | 2021-06-29 | 2021-10-26 | 鞍钢股份有限公司 | 一种高碳低铁素体含量奥氏体不锈钢板及其生产方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106636848B (zh) | 一种耐磨抗蚀镍基合金丝材的制备方法 | |
| CN106756253B (zh) | 刷式密封用高性能镍基高温合金刷丝材料 | |
| CN102086498A (zh) | 一种高Cr高Ni抗氧化耐热钢 | |
| CN101545076B (zh) | 一种马氏体热强不锈钢及其制造方法 | |
| JP7340627B2 (ja) | ＬＮＧ貯蔵タンク用７Ｎｉ鋼板の製造方法 | |
| CN102392195A (zh) | 一种高强度高韧性核电压力容器锻件钢及其制造方法 | |
| CN105014258A (zh) | 700℃以上超超临界煤发电设备用镍基高温合金焊丝 | |
| CN108193142B (zh) | 一种高硬度合金气阀及其制备方法 | |
| CN101302599A (zh) | 铌微合金化高强度热作模具钢及其制备方法 | |
| CN101921967A (zh) | 一种新型奥氏体耐热不锈钢 | |
| CN106756257A (zh) | 一种抗高温氧化耐磨钴基合金丝材及其制备方法 | |
| CN103667967B (zh) | 一种超超临界汽轮机转子用耐热钢 | |
| CN109136653A (zh) | 用于核电设备的镍基合金及其热轧板的制造方法 | |
| CN109048119B (zh) | 一种650℃超超临界火电汽轮机铸钢件用实心焊丝 | |
| CN104630597A (zh) | 一种铁镍铬基高温合金及其制造方法 | |
| CN102517517A (zh) | 超超临界火电机组汽轮机叶片用耐热钢及制造方法 | |
| CN106381452B (zh) | 一种700℃下高组织稳定性的耐热奥氏体不锈钢 | |
| CN103938106A (zh) | 铬镍铜钒铌氮高温耐热耐磨铸钢 | |
| CN102268603B (zh) | 一种高铝铁素体耐热钢 | |
| CN107620011B (zh) | 一种耐热不锈钢无缝管及其制备方法 | |
| CN103215519A (zh) | 一种火电超超临界机组用主蒸汽管道 | |
| CN112877603A (zh) | 一种焚烧炉炉排用合金材料及其制备方法 | |
| CN102517507A (zh) | 超超临界火电机组汽轮机叶片用钢及制造方法 | |
| CN103131951A (zh) | 一种铁素体耐热钢 | |
| CN103741065A (zh) | 一种抗高温氧化的奥氏体耐热不锈钢 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20110608 |