CN102268611B - 一种铁基耐热合金及其制备方法 - Google Patents
一种铁基耐热合金及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102268611B CN102268611B CN2011101888971A CN201110188897A CN102268611B CN 102268611 B CN102268611 B CN 102268611B CN 2011101888971 A CN2011101888971 A CN 2011101888971A CN 201110188897 A CN201110188897 A CN 201110188897A CN 102268611 B CN102268611 B CN 102268611B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- chromium
- nickel
- equivalent
- ingot
- equal
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
一种铁基耐热合金,其为1Cr19Ni12W3NbN,其各组分的重量百分含量如下:C0.10-0.18%,Mn0.4-0.8%,P≤0.015%,S≤0.01%,Si0.4-0.7%,W2.9-3.6%,Cr19.05-21.95%,Ni11.50-13.0%,B≤0.01%,N0.20-0.28%,Mg0.001-0.008%,Co≤2.0%,V≤1.0%,Mo≤0.5%,Nb+Ta%0.85-1.25%;并且铬和氮的比值:Cr/N≤98。本发明采用氮作为间隙固溶体强化合金,提高了该金属材料的σb值,其大于等于850Mpa,可代替WR26镍基合金在低于780℃下的耐蚀、抗冷及热疲劳状态下使用,既节约镍钴稀有金属又大大降低产品成本。
Description
技术领域 本发明涉及一种合金及其制备方法。
背景技术 目前,百万千瓦大型汽轮机组的法兰和紧固件,均采用镍基超合金(WR26)。该合金在高温下具有强度高、耐蚀性强等优良性能,但上述汽轮机组的工作条件为中低温状态(780℃以下),在该温度下镍基超合金(WR26)抗疲劳强度差,导致使用寿命短,同时该合金成本高又导致汽轮机组造价高。
发明内容 本发明的目的在于提供一种不仅各项性能指标符合技术要求而且成本低、使用寿命长的铁基耐热合金及其制备方法。
本发明的铁基耐热合金为:1Cr19Ni12W3NbN,其各组分的重量百分含量如下:C 0.10-0.18%,Mn 0.4-0.8%,P≤ 0.015%,S≤ 0.01%,Si 0.4-0.7%,W 2.9-3.6%,Cr 19.05-21.95%,Ni 11.50-13.0%,B ≤0.01%,N 0.20-0.28%,Mg 0.001-0.008%,Co ≤2.0%,V ≤1.0%,Mo≤0.5%,Nb+Ta% 0.85-1.25%;并且铬和氮的比值:Cr/N≤98。
最好根据下面公式计算铬当量、镍当量:
铬当量=Cr+6Si+4Mo+1.5W+11V+5Nb,
镍当量=40C+2Mn+4Ni+2Co+30N,
铬当量和镍当量的应位于不锈钢相图奥氏体区域内。
本发明的制备方法如下:
1、熔炼:将金属镍、微碳铬铁、氮化铬、铌铁置于感应炉中加热使之熔化,在出钢前加入硼铁、金属铈和镍镁合金。在1650℃出钢浇注Φ200mm电极棒。检测其各组分百分含量是否在规定的范围内,并计算铬镍当量是否在不锈钢相图奥氏体区域内。
2、电渣重熔:将上述电极棒置于重熔炉中进行电渣冶炼,熔成钢锭。该电渣冶炼采用四元渣系电渣,该四元渣系包括有:氧化钙(CaO)8-12%,氟化钙(CaF2)63-67%,三氧化二铝(Al2O3)18-22%,氧化镁(MgO)3-7%。渣量采用下面公式计算:渣量=(4-5)%G锭,其中G锭为电渣锭重。
3、锻造:将上述钢锭置于固溶炉中加热,温度为1140-1160℃,然后用压力机锻造,终锻温度大于900℃,变形量大于20%,锻成圆棒或圆饼。检验晶粒度大于6级为合格。
4、热处理:在成品锻造时,钢锭在1150℃变形量大于等于20%时采用直接时效工艺(DA工艺),750-770℃实施时效工艺16-20 小时。
5、机加工:使用车床对钢锭表面车削即可获得银亮的圆棒或圆饼成品。
本发明与现有技术相比具有如下优点:
1、本发明采用氮作为间隙固溶体强化合金,提高了该金属材料的σb值,其大于等于850Mpa。可代替WR26镍基合金在低于780℃下的耐蚀、抗冷及热疲劳状态下使用。
2、通过铁基代替镍钴基产品,既节约镍钴稀有金属又大大降低产品成本,采用本发明合金制成的产品仅是WR26镍基合金产品成本的1/4.
3、通过直接时效工艺可省去常用的成品热处理固溶工艺,不仅节约能源、降低成本,而且缩短了工艺流程。
4、用户可对本发明的钢锭直接进行机械加工,即获得最终产品,无需进行热处理,使后续加工简单。
具体实施方式
例1
向2吨中频感应炉中加入250千克镍板、750千克微碳铬铁、80千克氮化铬、94千克钨铁、41千克铌铁,然后开启电源,将上述原料加热熔化。在出钢前加入1.1千克硼铁、0.2千克金属铈和0.75千克镍镁合金。在1650℃出钢浇注Φ200mm电极棒。检测其各组分百分含量均在规定的范围内,并计算铬镍当量也在不锈钢相图奥氏体区域内。把上面浇注的Φ200mm电极棒置于5吨电渣重熔炉中,控制电流为7200A 、电压58V。采用四元渣系,其中氧化钙6千克,氟化钙33.5千克,三氧化二铝11千克,氧化镁3.5千克,把Φ200mm电极棒用四元渣系冶炼成Φ380mm钢锭。该钢锭中各组分的含量分别为:C 0.10-0.18%,Mn 0.4-0.8%,P 0.015%,S 0.01%,Si 0.4-0.7%,W 2.9-3.6%,Cr 19.05-21.95%,Ni 11.50-13.0%,B 0.01%,N 0.20-0.28%,Mg 0.001-0.008%,Co 2.0%,V 1.0%,Mo 0.5%,Nb+Ta% 0.85-1.25%。
将上述钢锭置于24米连续炉中,加热1160℃,使用2500吨压力机锻造,终锻温度大于900℃,变形量大于20%,锻成Φ120mm圆棒。检验晶粒度大于6级。在成品锻造时,钢锭在1150℃变形量≥20%时采用直接时效工艺在760℃时效16 小时,使用电阻丝加热的4米井式炉。检验产品性能:σb≥850Mpa,σ0.2≥580Mpa、δ5≥20%以上,晶粒度≥6级。使用车床表面车削成Φ120mm银亮圆棒材成品。
Claims (3)
1.一种铁基耐热合金,其特征在于:该铁基耐热合金为:1Cr19Ni12W3NbN,其各组分的重量百分含量如下:C 0.10-0.18%,Mn 0.4-0.8%,P≤ 0.015%,S≤ 0.01%,Si 0.4-0.7%,W 2.9-3.6%,Cr 19.05-21.95%,Ni 11.50-13.0%,B ≤0.01%,N 0.20-0.28%,Mg 0.001-0.008%,Co ≤2.0%,V ≤1.0%,Mo≤0.5%,Nb+Ta% 0.85-1.25%,余下量为Fe;并且铬和氮的比值:Cr/N≤98; 根据下面公式计算铬当量、镍当量:
铬当量=Cr+6Si+4Mo+1.5W+11V+5Nb,
镍当量=40C+2Mn+4Ni+2Co+30N,
铬当量和镍当量应位于不锈钢相图奥氏体区域内。
2.权利要求1所述的铁基耐热合金的制备方法,其特征在于:
1)将金属镍、微碳铬铁、氮化铬、铌铁置于感应炉中加热使之熔化,在出钢前加入硼铁、金属铈和镍镁合金,在1650℃出钢浇注Φ200mm电极棒,检测其各组分百分含量是否在规定的范围内,并计算铬镍当量是否在不锈钢相图奥氏体区域内;
2)将上述电极棒置于重熔炉中进行电渣冶炼,熔成钢锭;该电渣冶炼采用四元渣系电渣,该四元渣系包括有:氧化钙8-12%,氟化钙63-67%,三氧化二铝18-22%,氧化镁3-7%,渣量采用下面公式计算:渣量=(4-5)%G锭,其中G锭为电渣锭重;
3)将上述钢锭置于固溶炉中加热,温度为1140-1160℃,然后用压力机锻造,终锻温度大于900℃,变形量大于20%,锻成圆棒或圆饼,检验晶粒度大于6级为合格;
4)在成品锻造时,钢锭在1150℃变形量≥20%时采用直接时效工艺,750-770℃实施时效工艺16-20 小时。
3.根据权利要求2所述的铁基耐热合金的制备方法,其特征在于:使用车床对钢锭表面车削即可获得银亮的圆棒或圆饼成品。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2011101888971A CN102268611B (zh) | 2011-07-07 | 2011-07-07 | 一种铁基耐热合金及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2011101888971A CN102268611B (zh) | 2011-07-07 | 2011-07-07 | 一种铁基耐热合金及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102268611A CN102268611A (zh) | 2011-12-07 |
CN102268611B true CN102268611B (zh) | 2012-12-19 |
Family
ID=45051061
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2011101888971A Expired - Fee Related CN102268611B (zh) | 2011-07-07 | 2011-07-07 | 一种铁基耐热合金及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN102268611B (zh) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103924160B (zh) * | 2013-10-31 | 2016-06-29 | 保定风帆精密铸造制品有限公司 | 无磁奥氏体铸造不锈钢主要化学元素质量分数控制方法 |
CN105401079A (zh) * | 2015-11-11 | 2016-03-16 | 太仓捷公精密金属材料有限公司 | 一种耐热疲劳铸铁模具钢 |
CN105603204B (zh) * | 2016-03-21 | 2018-04-06 | 河南省西保冶材集团有限公司 | 奥氏体气阀钢重熔保护渣及其制备方法 |
CN106048413B (zh) * | 2016-06-30 | 2018-06-15 | 四川六合锻造股份有限公司 | 一种降低高性能耐热不锈钢材料链状碳化物的方法 |
KR101836715B1 (ko) * | 2016-10-12 | 2018-03-09 | 현대자동차주식회사 | 고온 내산화성이 우수한 스테인리스강 |
CN114635071B (zh) * | 2020-12-16 | 2022-11-15 | 宝武特种冶金有限公司 | 一种马氏体耐热钢的冶炼方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102031461A (zh) * | 2010-10-22 | 2011-04-27 | 重庆仪表材料研究所 | 一种高屈强比高韧性长期弹性稳定性耐热合金 |
CN102086498A (zh) * | 2009-12-04 | 2011-06-08 | 沈阳鑫火铸造有限公司 | 一种高Cr高Ni抗氧化耐热钢 |
-
2011
- 2011-07-07 CN CN2011101888971A patent/CN102268611B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102086498A (zh) * | 2009-12-04 | 2011-06-08 | 沈阳鑫火铸造有限公司 | 一种高Cr高Ni抗氧化耐热钢 |
CN102031461A (zh) * | 2010-10-22 | 2011-04-27 | 重庆仪表材料研究所 | 一种高屈强比高韧性长期弹性稳定性耐热合金 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102268611A (zh) | 2011-12-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102268611B (zh) | 一种铁基耐热合金及其制备方法 | |
CN102719767B (zh) | 一种具有优良冷镦性能的经济型双相不锈钢及其制造方法 | |
CN101249591A (zh) | 镍基焊丝及其制备工艺 | |
CN103966515B (zh) | 一种利用电弧炉制备低合金高强韧铸钢的方法 | |
CN101921967A (zh) | 一种新型奥氏体耐热不锈钢 | |
CN102703822B (zh) | 一种复合轧辊辊环用高速钢的制备方法 | |
CN102162066B (zh) | 一种医用马氏体不锈钢材料及其制备方法 | |
CN104131237A (zh) | 具有优良韧性与焊接性的经济型双相不锈钢及其制造方法 | |
CN101979695B (zh) | 一种无铬高硼铁基铸造合金及制备方法 | |
CN101684530A (zh) | 超耐高温镍铬合金及其制造方法 | |
CN107475640B (zh) | 一种高持久强度抗蒸汽腐蚀的奥氏体耐热钢的制备方法 | |
CN106563751A (zh) | 无磁性高锰奥氏体不锈钢锻造工艺 | |
CN103981449A (zh) | 一种利用电弧炉制备低合金高韧耐磨铸钢的方法 | |
CN102936696A (zh) | 一种高硬度高耐磨性铁合金材料及制备方法 | |
CN106011684A (zh) | 一种高强高韧不锈钢材料及其制备方法 | |
CN105861957A (zh) | 一种高强度高耐磨合金钢及其制备方法 | |
CN108642391A (zh) | 马氏体不锈钢及其制备方法 | |
CN104911494B (zh) | 一种含硼耐磨铸钢材料及其制备方法 | |
CN107904520A (zh) | 一种双相不锈钢合金材料及其制造方法 | |
CN102732809A (zh) | 一种高强耐磨合金及其制备方法 | |
CN101348888A (zh) | 低镍奥氏体不锈钢及其制备方法 | |
CN102899586A (zh) | 一种铁合金材料及制备方法 | |
CN112359250A (zh) | 一种高电阻电热合金的制备方法 | |
CN104164629A (zh) | 一种高锰耐热合金钢及其制造方法 | |
CN108118243B (zh) | 一种高锰奥氏体型耐热钢合金材料及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20121219 Termination date: 20130707 |