[其他]稀土、高鉻鐵素體耐熱鑄鋼

在審

• 申請號: 101987000007096
• 申請日: 1987-10-31
• 公開（公告）號: CN1004287B
• 公開（公告）日: 1989-05-24
• 發明（設計）人: 魯國榮;胥繼華;何淑萍
• 申請（專利權）人: 冶金工業部鋼鐵研究總院
• 代理公司: 冶金專利事務所
• 代理人: 成光祜

本發明是一種加稀土的高鉻鐵素體耐熱鑄鋼。其特點是鋼中加入了我國富有的較便宜的稀土混合金屬，明顯地提高了抗氧化性能，其使用溫度可提高到１１００℃；同時，抗高溫硫腐蝕性能也得到改善。該鋼經長期高溫試驗后的顯微組織為鐵素體及塊狀碳化物，有利于抗腐蝕。故該鋼適用于９００～１０００℃溫度下具有氧化、硫腐蝕和磨損的苛刻工作條件。

本發明屬于合金鋼領域，是一種加稀土的高鉻鐵索體耐熱鑄鋼。主要適用于在900～1000℃溫度下具有氧化、腐蝕和磨損工作條件下的零部件，如水泥窯冷卻機的揚料斗等。

象在水泥窯的冷卻機中，高溫熟料進入揚料斗區，不僅對材質產生高溫氧化，而且還有沖擊作用;同時，熟料以一定的速度向筒尾滑動，對材質產生磨損;熟料中還含有S、K、Na等元素，對揚料斗產生高溫腐蝕。在以上條件下，要求材質必須具有良好的抗氧化性，抗高溫硫腐蝕性，抗磨性以及一定的高溫強度和韌性等。

通常，在上述工作溫度下，一般可采用鎳鉻型奧氏體耐熱鋼，如1Cr18Ni9Ti、1Cr20Ni10、1Cr25Ni等。但在高溫且有硫腐蝕和磨損的工作條件下，上述鋼號是不能滿足使用要求的;同時，這些鋼均含有較高的鎳，不夠經濟。此外，也有采用耐熱鑄鐵的，雖然經濟，但因其抗氧化性能不好，鑄件易破損，也不能滿足使用要求。

本發明的目的在于提供一種在高溫下具有良好抗氧化性、抗硫腐蝕性及抗磨性的，且合金組成較經濟合理的鋼種。

為了達到上述目的，本發明的高鉻鐵素體耐熱鋼的基礎上，除了含有C、Cr、Si主要元素外，還加入了稀土元素。

碳在耐熱鋼中要比較重要的元素，它能增加鋼的高溫強度和硬度，能增加鋼液的流動性，改善鋼的鑄造性能。

鉻是耐熱鋼中最重要的元素，它使鋼具有良好的抗氧化性和抗硫腐蝕性，并使鋼具有一定的強度。

稀土加入鋼中，可凈化鋼液，改善氧化皮的結構，使氧化皮變得致密，降低氧化速度，特別是在冷熱循環的條件下，氧化皮不易脫落，從而大大地提高了該鋼的抗氧化性和抗硫腐蝕性能。

根據上述意旨，提出了一種含稀土的高鉻鐵素體耐熱鑄鋼，其具體的化學成分（重量%）如下：C0.5～0.7%，Cr21～23%，Si1～2%，Mn≤1%，RE0.2～0.3%。

本發明可采用電爐或非真空感應爐冶煉。鋼的澆鑄性能良好，鋼水可直接澆鑄成各種形狀的零部件。鑄件使用前，應在700～800℃溫度下進行消除應力處理。

該鋼的主要特點是加入了我國富有的較便宜的稀土混合金屬。因此，與相應的G-X40Cr22鐵素體耐熱鑄鋼相比，抗氧化性能明顯提高，1100℃溫度下的循環氧化增重速度下降，并且表面的氧化皮不脫落，從而可使該鑄鋼在空氣中的最高使用溫度由1050℃提高到1100℃。同時，抗高溫硫腐蝕性能也得到改善。經高溫下長期試驗表明，該鋼長期高溫使用后的顯微組織為鐵素體及塊狀碳化物，有較好的抗磨損性。

表1為本發明與對比鋼號G-X400Cr22的性能對比。

綜上所述，本發明特別適用于在900～1000℃溫度下有氧化硫腐蝕和磨損的較苛刻條件下工作的耐熱鑄件。

實施例

在500kg中頻感應爐上冶煉了3爐本發明鋼種。其具體的化學成分如表2所示。

熔煉后，鋼水澆鑄在砂模鑄型中，同時澆鑄一些圓棒，以便進行性能測試。其中進行了力學性能試驗和抗氧化性能試驗。表3列舉了力學性能結果，抗氧化性能結果如表4所示。為了對比，對進口的DING-X40Cr22鋼進行了化學成分和抗氧化性能試驗，其結果分別列入表2和表4。

表1 本發明與G-X40Cr22鋼的性能對比

表2 實施例和G-X400Cr22鋼的化學成分（重量%）

表3 實施例的力學性能測試結果